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机械毕业设计全套
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GY02-135@座体的工艺分析及数控加工,机械毕业设计全套
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常州工学院成人（继续）教育学院 毕业设计（论文）任务书 系：机电工程部 专业：数控技术 班级： 数控 50203 学生姓名 张群 指导教师 柴俊 职称 讲师 课题名称 座体的工艺分析及数控加工 课 题 工 作 内 容 座体的 夹具的设计 座体的 工艺确定 座体的 工艺分析 数控加工的程序编制 指 标 目 标 要 求 座体的 工艺确定 座体的 工艺分析 座体的 夹具设计 数控程序的编制 进 程 安 排 2 月 28 日到 3 月 7 日了解设计目的 ，对设计的机器有大概了解 3 月 8 日到 3 月 12 日拟定工艺路线及确定工艺内容 3 月 13 日到 4 月 9 日完成说明书和图纸 4 月 10 日给老师检查，修改 4 月 25 日把所有的设计交给老师 4 月 28 日答辩 主 要 参 与 文 献 1 朱淑萍 机械加工工艺及设备 机械工业出版社 2005 2 李培根 机械工程基础 机械工业出版社 2004 3 胡荆生 公差配合与技术测量基础 中国劳动社会保障出版社 2001 4 赵家齐 机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 2004 5 李宏胜 机床数控技术及应用 高等教育出版社 2005 6 王光斗 王春福 机床夹具设计手册 上海科技技术出版社 2002 地 点 起止 日期 系主任： 指导教师： 年 月 日 年 月 日 说明：毕业设计（论文）任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核签字后生效。 nts 座 体 的 工 艺 分 析 及 数 控 加 工 张 群 nts常州工学院 （成人教育） 毕 业 设 计（论文） 题 目 座体的工艺分析及数控加工 副标题 性 质： 毕业设计 毕业论文 学生姓名 张群 年 级 2005 级数控 50203 班 教 学 点 无锡技师学院 专 业 数控专业 指导教师 柴俊 评定成绩 优 良 中 及格 不及格 nts目录 第一章 绪论 1 1.1 前言 1 1.1.1 设计的课题 1 1.1.2 课题的意义和目的 1 1.2 课题研究范围 1 1.2.1 课题要达到的技术要求 1 1.3 国内外的发展概况 1 1.4 设计课题的指导思想 2 1.5 本课题应解决的主要问题 2 第二章 机制工艺设计部分 .3 2.1 设计方案论证 3 2.1.1 生产纲领和生产类型 3 2.1.2 座体的选材 3 2.2 座体的相关计算 4 2.3 座体的相关设计部分 7 2.3.1 加工阶段的划分 7 2.3.2 工序集中和分散 7 2.3.3 定位基准的选择 7 2.3.4 制订工艺路线 7 2.3.5 夹具设计 9 2.3.6 切削的选择 9 nts2.4 零件的工艺全过程 .10 2.5 数控加工的程序编制 .10 2.5.1 程序指令的介绍 .10 2.5.2 零件程序 .11 第三章 总结 .15 致谢 .16 参考文献 .16 nts摘要 本次设计主要是座体的选材 ， 座体的加工 ，工序的拟定，加工中心的选择 ，座体的加工程序编制等等的流程 最终完成设计。经过这次的毕业设计 一方面进一步加深对所学理论知识的运用，另一方面知道了 自己在那些方面的不足，学会运用自己所学和书本结合解决一些设计中的问题。通过此毕业设计环节的锻炼把以前所学的理论知识的运用与实践，从而达到温故知新的目的，提高了自己解决问题的能力。 第一章为 绪论 是对整个说明书的一个概述；第二章是整个说明书的重中之重它是这次设计的“灵魂” ，所以的一切都可以再这章中找到；第三章是对这次设计的一个总结。 由于作者的水平好限，不妥之处恳请老师原谅。 关键词 ：座体的工艺分析，座体的程序编制，座体的夹具。 nts 常州工学院 （成人 教育） 毕 业 设 计（论文） 题 目 副标题 性 质： 毕业设计 毕业论文 学生姓名 年 级 教 学 点 专 业 指导教师 评定成绩 优 良 中 及格 不 及 格 nts 常州工学院成人（继续）教育学院 毕业设计（论文）任务书 系： 专业： 班级： 学生姓名 指导教师 职称 课题名称 课 题 工 作 内 容 指 标 目 标 要 求 进 程 安 排 主 要 参 与 文 献 地 点 起止 日期 系主任： 指导教师： 年 月 日 年 月 日 说明：毕业设计（论文）任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核签字后生效。 nts座体的工艺分析及 数控加工 1 第一章 绪论 1.1前言 1.1.1设计的课题 座体的工艺分析及数控加工 1.1.2课题的意义 和目的 随着各行各业的迅速发展，数控机床在生产中的地位越来越重要，其设备要求不断 提高和改进。通过合理的科学设计和改造解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题 ，以便能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。它被广泛应用到各个领域。 1.2课题 研究范围 课题的研究范围包括：技术要求，工艺分析。给课题设计专门的夹具，提高课题的生产效率，竟可能的减少零件的成本，提高经济效率。 1.2.1课题要达到的技术 要求 1.以 40mm 孔为中心的加工 这一组加工面包括： 40 01.002.0mm 的孔粗糙度为 Ra1.6，孔的两端面 Ra6.3，端面上的螺纹孔 ，主要加工面为 40 01.002.0mm的孔。 2.以长为 100mm 的底面为加工面 这一组加工面包括： 100mm 的底面 Ra6.3。 3.底板上的地脚螺孔 这一组加工面包括： 11 mm的螺孔和 22 mm沉孔 Ra2.5。 1.3国内外的发展概况 数控机床是综合应用微电子，计算机自动控制，自动检测等先进技术的新型机床。 它适宜加工小批量，高精度，形状复杂，生产周期要求短的零件，具有高柔性，高精度 ，高效率等特点。随着现代工业的飞速发展，社会生产力取得了巨大的发展，要求制造技术向自动化及精密化前进，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高生产率的要求。数控机床成为机械工业重要的基础装备，其水平和拥有量已经成为衡量国家制造能力和综合国力强盛的重要标志之一，数控机床的发展态势相当不错。目前我国数控机床的数量和品种，尚不能完全满足国内市场需求。 我国目前机床总量 380余万台，而其中数控机床总数只有 11.34万台，即我国机床数控化率不 到 3%。近 10 年来，我国数控机床年产量约为 0.60.8 万台，年产值约为 18亿元。机床的年产量数控化率为 6%。我过机床年龄 10年以上的占 60%以上， 10年以下的机床中，自动 /半自动机床不到 20%， FMC/FMS 等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占 60%以上）。 自 2000年以来，我国数控机床年产量以平均 37%的速度增长 ，2003 年国产数控金属切屑机床年产量达到 36000 多台。但是，由于进口机床的大量涌入，国nts 2 产金属切屑数控机床在国内市场的占有率却明显下降。 2003年 ，我国国内机床总消费为 67.3亿美元，其中进口机床 41.3 亿美元，已经连续 3 年成为世界最大的机床进口国。要是我们能改进自己的机床的技术含量，发展数控机床 改造，可见节省不小的一笔消费，所以我国的数控机床的市场前景很乐观。面临着前所未有的发展机遇。 首先，世界制造业开始向中国转移，中国已经成为吸引外资最多的国家。据有关报道，截至 2004年 10月底，全国累计引进外资合同金额 101亿美元，实际使用外资 5553亿美元，机床行业三资企业已有 300 多家，约占全行业企业总数的 14%。 2004 年，中国外贸总额可达11000 亿美元，在全球贸易座次排定中直 超日本，成为仅次于美国、德国的全球第三贸易国，其中机电产品进出口可望达 6000亿美元。 前年 111 月， 金属加工机床出口 4.8亿美元，同比增长 41.47%。 其次，国内金属加工机床市场需求持续高速增长。由于受固定资产投资连续几年快速上升的拉动，国内机电装备市场需求持续以 30%左右的速度增长，振兴装备制造业带动了机床市场需求 30%以上的增长。我国汽车工业、高新技术产业、国防军工、民营企业成为机床的需求大户。中西部开发、东北等老工业基地振兴、东南沿海的快速发展，为机床工业打开新的市场。自 2002年以来，我国已经 成为世界第一机床消费大国。 第三，经济全球化为我国机床工业发展提供了国际合作、引进技术、资源重组的机遇。当前，我国有实力的机床集团已走出国门，进入世界机床产业舞台。大连、沈阳、秦川、上海等机床集团已经兼并收购了 7 家美国、德国世界一流的机床企业，壮大了中国机床工业的实力。 第四，中国机床工业经过多年发展，特别是近几年快速发展，已经积累了一定的产业和技术基础。目前 ，机床行业重点企业大都生产任务超负荷，一线工人继续上班，甚至节假日加班，有的企业用户订货合同已远远超过生产能力，我国机床行业的供销形势反映了加快发展的 紧迫性。 目前数控机床改造具有广阔的市场。此项技术在国外已经发展成一个新兴的工业部门，早在 60年代已经开始迅速发展，并有专门企业经营等工业化国家的经验看，机床的数控改造是必要的，迫切的，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新行业。此类改造机床所占比例还不小，如日本的大企业中有 26%的机床经过数控改造，中小企业则是 74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控改造业务。 1.4设计课题的指导思想 同一零件有不同的结构形状，不同的结构性质可采用不同的加工方法，形成不同的 生产率，不同的生产成本。零件的结构与工艺有着密切的关系，零件结构工艺性是在保证使用要求的前提下，是否能以较高的生产率，最低的成本，方便地制造出来的特性。以减少加工劳动量，简化工艺装备，降低成本为先。 1.5本 课题应解决的主要问题 座体是箱体类零件主要用来支承、包容、保护运动零件或其他零件，也起定位和密封作用，其内包容的轴是高速旋转部件，它的加工和装配要求较高。在座体上就反应在两轴承孔nts座体的工艺分析及数控加工 3 和底板要有平行度要求，以减少座体轴向力不平衡，带来的振动，影响铣刀头的加工精度。 应解决的主要问题有：分析座体的加工工艺，用数 控机床加工座体的程序编制，专用夹具的设计，加工座体的刀具选择等与座体有关的加工。 第二章 机制工艺设计部分 座体全长 127.5mm，全宽 95mm，全高 86.75mm，轴筒外径 57.5mm，内径 48mm，轴承孔直径 40 01.002.0K7mm，轴筒端面的均布螺孔是 6*M8mm，轴承孔倒角 1mm， 支承板厚18mm，宽为 95 mm， 支承板底部的槽宽 55 mm，槽深 3 mm， 支承板底面与轴筒中心线相距57.5 mm，支承板 长 127.5 mm，地脚螺钉是沉孔结构 4* 11 mm，轴向间距 77.5 mm，横向间距 75 mm， 轴承表面粗糙度值 1.6， 轴筒 端面粗糙度值 6.3， 沉孔粗糙度 2.5，底面粗糙度 6.3。 2.1 设计方案论证 座体的结构工艺分析，主要包括座体的加工尺寸、座体的组成要素和座体的整体机构三方面。座体的配套夹具需要达到的要求。 2.1.1生产纲领和生产类型 生产纲领 计算公式： N=Qn（ 1+ %+ %） N 零件的生产纲领； Q 产品的生产纲领； n 每台产品中该零件的数量； 备品的百分率（一般是 13%） 废品的百分率（ 1%）。 机床制造是属于成批生产 ，生产类型为中型生产，大批生产，每年生产数量 5005000件。 N=5000*1*（ 1+3%+1%） =5200 件 2.1.2座体的选材 选材的合理性的标志是在满足座体的性能要求的条件下最大限度的发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的消耗和降低加工成本。因此要做到合理选材，必须全面分析和综合考虑。 选择机械零件材料的基本原则是在保证零件使用性能的前提下，要求材料有较好的加工工艺性能和经济性。 1） 零件的使用性能是机械零件，构件等在正常情况下材料 应具备的性能。它包括力学性nts 4 能和 物理化学性能等，对一般机械零件，构件工具来说，则主要考虑力学性能。而力学性能一般是在分析零件工作条件和失效形式的基础上提出来的。 2） 材料的工艺性能是指在一定条件下将材料加工成优质零件或毛坯的难易程度，它将直接影响零件的质量、生产率和成本。绝大多数零件的毛坯要经过切削加工过程。因此，材料的切削加工性直接影响零件的质量和加工成本。硬度在 170230HBS 范围内的材料具有良好的切削加工性。 为此，可通过热处理调整硬度，以改善切削加工性。 3）材料的经济性，在保证零件使用性能的前提下，应尽量选用价格低廉、加工费用 低、资源丰富、质量稳定、购买容易、运输方便、品种规格少、便于采购和管理的材料。 座体的选材：此零件是铸件，根据以上的分析，一般用牌号为 HT200 的灰铸铁，此牌号的灰铸铁价格低廉（ 0.96/元）， 热处理选用正火（主要从经济性考虑， 0.8/元）， 铸造 性好，易切削，且有吸振的作用，适合做箱体类零件的材料，能满足此零件的要求。 2.2座体的相关计算 座体需要加工的面包括： 40 01.002.0K7 mm 的孔 ，有平行度要求 0.04/100； 40 mm 孔的两端面及两端面上的螺孔 6*M8； 还有内 径为 48mm； 座体的底面及其地脚螺孔 4*M10。 M8 和 M10 的螺孔是不能铸造出来的，所以要计算的有： 1） 40 01.002.0K7 mm 的孔，有平行度要求 0.04/100，表面粗糙度是 1.6； （ 1） 确定加工路线 由成品尺寸 40 01.002.0mm，粗糙度 1.6m 的要求查表，确定工艺路线。 孔直径 40 01.002.0，其 T=0.03，公差等级为 IT7；粗糙度 1.6m。 由表 5-13 序号 11 得：粗镗半精镗热处理精镗 （ 2） 确定加工工 序的经济精度 由表 5-5 查得：粗镗 IT13；半精镗 IT11；精镗 IT7 （ 3） 查表确定各工序的加工余量 由表 5-22：半精镗取 1.5 mm（适当修正），精镗取 1.0 mm 由于粗镗前的孔是铸造而成，并非用钻头钻出，故先确定毛坯的总余量 ： 10 2 mm。 粗镗余量为： 10-1.5-1.0=7.5 mm （ 4） 计算各工序的基本尺寸 精镗后工序基本尺寸为 40 mm， 半精镗后工序基本尺寸为 39 mm， 粗镗后工序基本尺寸为 37.5 mm， 毛坯工序基本尺寸为 30 mm （ 5） 各道工序的工序尺寸公差 查公差表：精镗 IT7，即 40 IT7=0.03mm 半精镗 IT11，即 39IT11=0.19 mm nts座体的工艺分析及数控加工 5 粗镗 IT13，即 37.5 IT13=0.46 mm 故精镗削工序尺寸为 40+0.01-0.02 mm， 按“入体”，半精镗工序尺寸为 39+0.190 mm 粗镗工序尺寸为 37.5 +0.46 mm 毛坯公差对称分布，故毛坯尺寸为 30 2 mm （ 6） 最大、最小加工余量计算 精镗加工时： Zmax=40.01-39=0.01 mm Zmin=40-（ 39+0.19） =0.78 mm 半精镗加工时： Zmax=（ 39+0.19） -37.5=1.69 mm Zmin=39-（ 37.5+0.46） =1.04 mm 粗镗加工时： Zmax=（ 37.5+0.46） -（ 30-2） =9.96 mm Zmin=37.5-（ 30+2） =5.5 mm 2） 座体的底面的加工 （ 1） 确定加工路线 由成品尺寸 18 0.1 mm，粗糙度 6.3m， 确定工艺路线。 底板的 宽 度是 18 mm，其 T=0.05m，公差等级为 IT9，粗糙度 6.3m。 由表 5-14 序号 4 得：粗铣精铣 （ 2） 确定各加工工序的经济精度 粗铣 IT12，精铣 IT9 （ 3） 查表确定各工序的加工余量 由表 12-14 得：粗铣余量为 1.0 mm， 精铣余量为 0.5 mm（适当修正） 由于粗铣的面是铸造而成，故先确定毛坯的总余量， 7 2 mm。 可知：粗铣的余量为 7-1-0.5=5.5 mm （ 4） 计算各工序的基本尺寸 精铣后工序基本尺寸为 18 mm 粗铣后工序基本尺寸为 18.5 mm 毛坯基本尺寸为 25 mm （ 5） 各道工序的工序尺寸公差 查公差表：精铣 IT9，即 100IT9=0.05 mm 粗铣 IT12，即 100IT12=0.25 mm 按“入体”分布，故精铣工序尺寸为 18+0.05 mm 粗铣工序 尺寸为 18.5+0.25 mm 毛坯公差对称分布，故毛坯尺寸为 25 2 mm （ 6） 最大、最小加工余量计算 精铣加工时： Zmax=18-（ 18.5+0.25） =0.75 mm Zmin=18.05-18.5=0.45 mm nts 6 粗铣加工时 Zmax= （ 18.5+0.25） -（ 25+2） =8.25 mm Zmin=18.5-（ 25-2） =4.5 mm 3） 轴承孔的两端面的加工 （ 1） 确定加工路线 由成品尺寸，表面粗糙度 6.3m，确定工艺路线。 全长 尺寸 127.5 mm，其 T=0.05，公差等级为 IT9，表面粗糙度 6.3m。 由表 5-14 序号 4 得：粗铣精铣 （ 2） 确定各加工工序的经济精度 粗铣 IT12，精铣 IT9 （ 3） 查表确定各工序的加工余量 由表 12-14 得：粗铣余量为 1.0 mm， 精铣余量为 0.5 mm（适当修正） 由于粗铣的面是铸造而成，故先确定毛坯的总余量， 5 2 mm 可知： 粗铣的余量为 5-1.0-0.5=3.5 mm （ 4）计算各工序的基本尺寸 精铣后工序基本尺寸 长 为 127.5 mm 粗铣后工序基本尺寸 长 为 128 mm 毛坯基本尺寸 长 为 132.5mm （ 5） 各道工序的工序尺寸公差 查公差表 ：精铣 IT9，即 127.5IT9=0.05 mm 粗铣 IT12，即 128IT12=0.25 mm 按“入体”分布，故精铣工序尺寸为 127.5+0.05 mm 粗铣工序尺寸为 128+0.25 mm 毛坯公差对称分布，故毛坯尺寸为 132.5 2 mm （ 6） 最大、最小加工余量计算 精铣加工时： Zmax=127.5-（ 128+0.25） =0.75 mm Zmin=127.75-128=0.25 mm 粗铣加工时 Zmax= （ 128+0.25） -（ 132.5+2） =6.25 mm Zmin=128-（ 132.5-2） =2.5 mm 4） 内径为 48 mm 的孔 （ 1）确定加工路线 由于 48 mm 的孔粗糙度要求 不高 为 12.5m，它只是用来 放油液润滑轴的。而且它是在40 01.0 02.0 mm 的孔加工完成之后加工的，只要注意加工时不要碰到 40 01.0 02.0 mm 的孔的表面。 公差、最大、最小加工余量不必计算。 查表 5-13 的序号 9：粗镗 nts座体的工艺分析及数控加工 7 （ 2）确定加工工序的经济精度 由表 5-5 查得：粗镗 IT13 （ 3）加工余量 由于是从 40 01.002.0mm 的孔开始加工的，所以余量为 3 5）底座的地脚螺孔的加工 4* 11mm地脚螺孔的精度要求不高 是通孔 ，表面粗糙度要求为 12.5m， 经济精度为 IT12，查表 5-13得序号 1，钻就可以了，但是地脚螺孔是有沉孔要求的，尺寸为 22mm，表面粗糙度 2.5mm， 因为是沉孔，所以可以直接用精铣加工出来。 6） 6*M8mm 的螺孔 的加工 M8 的螺孔的是要与螺钉配合的，螺钉是标准件，精度要一定的要求，粗糙度 12.5m，M8 的尺寸用螺纹刀加工麻烦，考虑经济性，所以查表 5-13 得序号 1：钻，螺纹用板牙人工攻丝。 2.3座体的相关设计部分 2.3.1加工阶段的划分 （ 1）粗加工：主要切除各表面上大部分的余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品，为后序加工创造条件。在本零件的加工中，座体底面，轴承孔和两个轴承孔端面，内径为 48mm需要粗加工。 （ 2）半精加工：完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。在本零件中，轴承孔需要半精加工。 （ 3）精加工：保证主要表面达到 图纸的要求。在本零件中，座体底面，轴承孔和两个轴承孔端面需要精加工。 2.3.2 工序集中和分散 工序集中是零件的加工工步内容集中在少数工序内完成，整个工艺路线中工序 数较少。工序分散是零件的加工工步内容分散在各个工序内完成，整个工艺路线中工序数较多。本零件的工艺简单，所以选择工序分散的原则。 2.3.3 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程制定中的一项十分重要的任务，它直接影响到各表面加工顺序的先后，影响到工序数目的多少，夹具的结构及零件的精度是否易于保证等问题。 1） 粗基准的选择 采用怎样的毛坯表面来用作定位基准，会影响到各加工表面的加工余量的分配，影响到加工表面与不加工表面间位置关系 。 因此粗基准 的选择是： nts 8 所有孔的加工和两端面的 加工： 现选取有两个 40 01.002.0mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一个 浮动 V 形块支承这两个 40 01.002.0mm 的外轮廓作主要定位面，以消除 zx xz四个自由度，再用螺母与基座固定，有一个挡销顶住底面的一个通孔 ，定住底面，用以消除 y y两个自由度，达到完全定位。 底面加工和它的四个螺孔： 现选取有两个 40 01.002.0mm的孔的作为粗基准，利用一个 V形块支承这两个 40 01.002.0mm的外轮廓作主要定位面，以消除 y yzz四个自由度， 再用 一 个螺栓固定，顶住支承肋的一 面，用以消除 xx两个自由度，达到完全定位。 四个沉孔：现取底面加工轮廓为粗基准， 利用一个固定 堆销 ， 以消除 z yx 三 个自由度，再用 两个挡销，靠住底面的一边， 用以消除 xzy三个自由度，达到完全定位，用螺钉加紧。 2） 精基准的选择 主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工 序基准不重合时，应该进行尺寸换算，此零件不使用。 2.3.4 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。 1 工艺路线方案一 工序 ： 粗铣底面 工序 ： 精铣底面 工序 ： 钻 4* 11 mm的螺孔 工序 ： 铣 4* 11 mm的沉孔 工序 ：粗铣 57.5 mm外圆的两端面， 工序 ：精铣 57.5 mm外圆的两端面 工序 ：钻，攻丝 6*M8 的两面的螺 孔。 工序 ：粗镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：半精镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：精镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：粗镗 48 mm 的孔 工序 ：倒角 1*45 nts座体的工艺分析及数控加工 9 工序 ： 检查 2工艺路线方案二 工序 ：粗铣 57.5 mm外圆的两端面， 工序 ：钻，攻丝 6*M8 的两面的螺孔。 工序 ：精铣 57.5 mm外圆的两端面 工序 ：粗镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ： 粗镗 48 mm 的孔 工序 ：半精镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：精镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：倒角 1*45 工序 ：粗铣底面 工序 ：精铣底面 工序 ：钻 4* 11 mm的螺孔 工序 ：铣 4* 11 mm的沉孔 工序 ：检查 2 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工底面，然后加工孔；而方案二则与此相反，先加工孔，然后加工底面。两相比较可以看出，先加工孔或底面 是有 区别 的，加工孔时需要用螺孔固定住有可能会使粗糙度发生变化，所以先加工孔比较好 。只是再加工 40 mm的 孔和两侧面及螺孔的先后有不同， 方案二中将工序放在工序是不合理的，加工 40 mm的 孔时，加工 48 mm 的 孔，再精加工 40 mm 的 孔是不合适的。还有加工两侧面时，加工M8 的螺孔，再精加工两侧面也是不合适的。所以改进后的工艺方案是： 工序 ：粗铣底面 工序 ：精铣底面 工序 ：钻 4* 11 的螺孔 工序 ：铣 4* 11 mm的沉孔 工序 ：粗铣 57.5 mm外圆的两端面， 工序 ：钻，攻丝 6*M8 的两面的螺 孔。 工序 ：精铣 57.5 mm外圆的两端面 工序 ：粗镗 40 01.002.0mm的孔 工序 ：粗镗 48 mm 的孔 工序 ：半精镗 mm 40 01.002.0的孔 工序 ：精镗 mm 40 01.002.0的孔 工序 ：倒角 1*45 mm nts 10 工序 ：检查 2.3.5 夹具设计 1）对专用夹具的基本要求 1保证工件的加工精度 2提高生产率 3工艺性好 4使用性好 5经济性好 2）定位方式的确定与定位元件的选择 为了提高劳动生 产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 工件在家具上的定位是夹具设计最重要的环节，只有保证工件的正确定位才能保证其加工精度合乎要求，夹具的定位要保证一批工件在首件加工直到全部加工完的过程中，使工件的工序基准相对于机床和刀具始终保持加工位置正确。 工件夹具上的定位要符合六点定位原则和粗基准，所以夹具设计为： 40 01.0 02.0 mm孔的加工和两端面，螺钉的夹具：现选取有两个 40 01.0 02.0 mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一个 浮动 V形块支承这两个 40 01.002.0mm的外轮廓作主要定位面，以消除 四个自由度，再用螺母固定，顶住底面，挡销 定住底面，用以消除两个自由度。 利用车床的旋转，来加工孔和面。 底面加工和它的四个螺孔： 现选取有两个 40 01.002.0mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一个 V 形块支承这两个 40 01.002.0mm 的外轮廓作主要定位面，以消除 yyzz 四个自由度，再用四个紧固螺钉，顶住支承肋的四面，用以消除 xx两个自由度。 四个沉孔：现 取底面加工轮廓为粗基准，利用 固定堆销 ，以消除 zyx 三 个自由 度，再用2 个挡销 ，定住底面， 拧紧 螺钉 用以消除 yxz三 个自由度。 工件的装夹详见夹具图。 2.3.6切削的选择 本零件所需的加工刀具是常用的，可以选到标准型号，而且是用加工中心加工，所以可选机架刀。 1） 40 01.002.0mm的孔、 48 mm的孔 镗孔刀具因受孔径尺寸限制（特别是小直径直孔），一般刚性较差，镗孔时容易产生震动，限制了切削用量的提高，故生产率地。但镗刀结构简单，刃磨方 便 。 又可以在多种机床上进行镗孔，故镗孔是较经济的孔架空方法 。选镗刀前角为 12，精加工后角 x。 812，粗加工后角 612 ，后角与副后角相等。 主偏角 1030，副偏角 105，刃倾角 05 nts座体的工艺分析及数控加工 11 （ 1）粗加工最大加工余量 Zmax=9.96mm，分 4次加工， ap=2.5mm， （ 2）半精加工最大加工余量 Zmax=1.69mm，分 2 次加工， ap=0.85mm （ 3）精加工最大加工余量 Zmax=0.78 mm，一次加工。 只要粗加工 48 mm 的孔，加工余量是 3 mm，分两次加工， ap=1.5mm 2）两侧面 和 M8 的孔 要加工的宽度实际只有 7.75mm，所以选略比它宽就可以了，选 58mm 的 立 铣刀 ，粗加工齿数 36个，精加工齿数 510个。高速钢刀。 （ 1）粗加工最大加工余量 Zmax=6.25mm，每一面可加工 3.125mm，分两刀， ap=1.6mm。 （ 2）精加工最大加工余量 Zmax=2.5 mm，每一面可加工 1.25mm，分两刀， ap=0.68mm。 M8的孔用小于 8的钻头 ，取 M6的钻头。再攻丝。 3）底面和螺孔 用 30 mm的 立 铣刀加工和 22 mm沉孔的刀具一样。 精加工齿数 510 个。高速钢刀。 （ 1）粗加工最大加工余量 Zmax=8.25mm， 分 4刀， ap=2.1mm。 （ 2）精加工最大加工余量 Zmax=0.75 mm， 分一刀 ， ap=0.75mm。 螺孔用 11 mm的钻头直接加工，沉孔用 22 mm的 立 铣刀加工。 切削力计算分： 主切削力：Fcn F ccFcxpFcc KvfaCF Fc81.9背向力：Fpn F pcFpxpFp KvfaCFp Fp81.9进给力：FfnyxpFff KvfaCF FfFfFf81.9表 1-1 cFFp fFFC 92 54 46 f 0.4 0.4 0.4 V(m/min) 70 70 70 pa(mm) 2 2 2 fcx 1 0.9 1 fcy 0.75 0.75 0.4 n 0 0 0 K 1 1 1 这些数据是通过查表 2-3， 2-4， 2-5， 2-6， 2-7， 2-8， 2-15， 2-16， 2-17 和计算 得到 ,还有有些符号应该是如FCC、FCx、FCy、FCn这样的。 nts 12 40 01.0 02.0 mm的孔、 48 mm的孔、两侧面和 M8 的孔、底面和螺孔通过已知查的大多参数都是一样的。 Fc=9.81*92*12 75.04.0 =908N Fp=9.81*54* 9.02 75.04.0 =498N Ff=9.81*46* 75.02 4.04.0 =526N 在计算切削力时，需要把安全系数考虑在内。安全系数 K=4321 KKKK其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切削系数 1.1 F=KFc=1.5*1.1*1.1*1.1*1.1*93.8=1813N 加紧力的计算：摩擦系数 f=0.25 沉孔的加紧元件是螺钉 ； 定位元件是堆销，档销 。 底 面的定位元件是 V 型块，支撑肋 ；加紧元件是螺母 。 孔加工的定位元件 V型块，当销，加紧元件是螺母 ，摩擦面都是 3个， 所以 N=fKFc3=21754N 2.4零 件的工艺全过程 首先铸造出座体的毛坯，将毛坯固定在加工 40 01.002.0mm 孔的专用夹具上，拧好紧固螺钉，盖上起引导作用的镗套；在数控加工中心上加工 40 01.002.0mm 的孔，用镗刀 粗镗半精镗热处理精镗； 再加工 48 mm的孔， 粗镗 ；然后拿去镗套，加工 40 01.002.0mm的孔的端面，用铣刀 粗铣精铣；再用钻头钻 M8 的螺孔，再人工攻丝，然后有同样的方法加工另一面；再将 工件放到加工底面的专用夹具上，固定好零件，用铣 刀加工底面，粗铣精铣； 最后将工件放到加工底面螺孔的专用夹具上，用螺钉固定，先用钻头加工 11 mm的螺孔，再用铣刀加工 22 mm的沉孔。这就是整个零件的加工过程。 2.5数控加工的程序编制 选用法拉克的数控系统编程， 友嘉精机的 VM-32SA 型加工中心 ， 该系统是法拉克公司近年来推出的数字 化数控系统，它的标准配置中带了一块 PP72/48模块，可以实现 72点输入和48 点输出的 PLC控制，同时驱动模块为一个双轴功率模块，可以带两个线性轴和一个主轴，nts座体的工艺分析及数控加工 13 在伺服电机中内置了速度反馈和位移反馈传感器可以和主机一起形成一 个半闭环控制系统从而能达到很高的机床精度。而且价格适中，具有很高的性价比 ，可以很好的满足设备数控改造的要求。 2.5.1程序指令的介绍 M00 程序停止 MO2 程序结束 MO3 主轴正转 MO5 主轴停 MO8 冷却液开 MO9 冷却液停 M30 程序结束 M98 子程序调用 M99 子程序结束 G00 快速定位 G01 直线插补 G04 延时 G28 参考点返回 2.5.2零件程序 1） 40 01.002.0mm孔的加工 及 48 mm孔的加工 用数控车 床来加工 。 T0101是粗加工的镗刀， T0202是精加工的镗刀 O0001 N5 M03 S500 T0101 N10 G00X30Z2 N15 G71U1R1 N20 G71P25Q60U0.5W0.1F0.3 N25 G00X40 N30 G01Z0F0.1 N35 G00Z-20 N40 G02X48Z-24R4 N45 G01Z-103.5 N50 G02X40Z-107.5R4 N55 G01Z-128 N60 X30 N63 G00X100Z100 N65 M05 N70 M00 N75 G55M03S1000T0202 N80 G00X30Z2 N85 G70P25Q60 N90 G00X100Z100 N95 M05 N100 M00 N105 G54M03S1000T0202 N110 G00X30Z2 N115 G70P25Q60 N120 G00X100Z100 N125 M05 N130 M30 2） 端面及螺孔的加工 nts 14 以孔的圆心为 X0， T03是粗铣刀， T04是精铣刀， T05是钻头 O0002 N5 M03S60T03 N10 GOOY30Z30 N15 G01Z0F0.3 N20 G04P1000 N25 G01Z-1.6F0.3 N30 G04P1000 N35 G01Z-3.125F0.3 N40 GO4P1000 N45 G00Z100 N50 T04S10 N55 G00Z0 N60 G01Z-3.8F0.1 N65 G04P1000 N70 G01Z-4.37F0.1 N75 G04P1000 N80 G00Z100 N85 T05S30 N90 G00X24.5Y0 N95 G01Z-12F0.3 N100 G04P2000 N105 GOOZ10 N110 X0Y-24.5 N115 G01Z-12F0.3 N120 G04P2000 N125 G00Z10 N130 G00X-24.5Y0 N135 G01Z-12F0.3 N140 G04P2000 N145 G00Z10 N150 X0Y24.5 N155 G01Z-12F0.3 N160 G04P2000 N165 G00Z100 N170 XOY0 N175 M05 N180 M30 3） 底面加工 以底面的左后面为 X10， Y20，零件表面为 Z=0。 T06 是铣刀 O0003 N5 M03S50T06 N10 GOOX-5Y-10 N15 G01Z0F0.3 N20 Y-177.5F0.3 N25 G01X-35Z-3 N30 Y-10 N35 X-55 N40 Y-177.5 N45 X-85Z3 N50 Y-10 N55 Z-2 N60 Y-177.5 N65 X-55Z-5 N70 Y-10 N75 X-35 N80 Y-177.5 N85 X-5Z-2 N90 Y-10 N95 Z-4 N100 Y-177.5 N105 X-35Z-7 N110 Y-10 N115 X-55 N120 Y-177.5 N125 X-85Z-4 N130 Y-10 N135 Z-6.3 N140 Y-177.5 N145 X-55Z-9.3 N150 Y-10 nts座体的工艺分析及数控加工 15 N155 X-35 N160 Y-177.5 N165 X-5Z-6.3 N170 Y-10 N171 G00Z100 N172 T07S10 N173 G00X-5Y-10 N175 G01Z-7F0.1 N180 Y-177.5 N185 X-35Z-10 N190 Y-10 N195 X-55 N200 Y-177.5 N205 X-85Z-7 N210 Y-10 N215 Z100 N220
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