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机械毕业设计全套

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GYSK01-003@人关节防脱位臼衬的模具的数控加工,机械毕业设计全套

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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 题 目 人关节 防脱位臼衬的模具的数控加工 姓 名 学 号 班 级 指导教师 职 称 日 期 CCZZIILLII 毕业设计开题报告 nts 常州轻工职业技术学院 毕业设计 （ 论文）课题审批表 系 班 设计 (论文 )课题 :人关节防脱位臼衬的模具的数控加工 设计者 : 指导教师及专业技术职称 : 起讫日期 : 年 月 日至 年 月 日 设计地点 :常州康辉人工关节有限公司 课题内容简介 (包括设计参数、设计任务等 )： 本文主要介绍了我 们做此零件的材料（高分子聚乙烯）、用途，从毛坯到成品的加工顺序，所用的机床、夹具以及刀具的选用，加工顺序的安排。切削参数的确定（ T、 F、 S）。如何保证其尺寸和定位精度。 审 批 意 见 (盖章 ) 年 月 日 nts 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 姓 名 学 号 班 级 指导教师 职 称 日 期 CCZZIILLII 实习报告 nts 共 24 页 第 1 页 第一章 前言 机床主轴是机床上的一个主要部件，由于机床主轴用于安装刀具或工件，因此它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。机床主轴回转精度是机床的主要精度指标之一，直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度。机床主轴的回转误差是一项综合性的误差，是主轴在回转过程中实际回转轴线相对于理论回转轴线的漂移。机床主轴的回转误差可以分为 3 种基本形式：主轴的纯径向跳动、主轴的纯轴向窜动和纯角度摆动。一般情况下，这 3 种基本形式的误差是同时存在的，产生的加工误差也是 3 种形式误差影响的叠加。不同形式的主轴回转误差对加工精度的 影响是不同的，同一形式的主轴回转误差对于不同加工方法的影响也是不同的。下面主要分析主轴纯径向跳动对零件加工的影响。 1.1 主轴纯径向跳动产生的原因 轴承分为滑动轴承和滚动轴承两类，轴承的主轴纯径向跳动是指主轴实际回转轴线绕平均轴线作平行的公转运动。 引起主轴纯径向跳动的主要原因是主轴轴颈和轴承的精度误差。机床上使用的类型不同，对纯径向跳动的影响也是不同的。 1)采用滑动轴承对主轴纯径向跳动的影响 2)采用滑动轴承作支承时，主轴以其轴颈在轴承孔内旋转。对于车床类机床，在加工过程中，主轴的受力方向是一定 的，主轴轴颈被切削力压向轴承孔表面的固定地方。这时主轴轴颈的不同部位和轴承孔内的某一固定部位相接触，所以轴颈的圆度误差会使主轴回转产生纯径向跳动，而轴承孔的形状误差对主轴回转精度的影响很小。如图 1-1(a)所示。对于镗床类机床，作用在主轴上的切削力是随镗刀的旋转而转动的，轴颈上的某一固定部位与轴承孔表面的不同部位相接触，因此轴承孔的圆度误差会引起镗床主轴的纯径向跳动，而镗床主轴轴颈形状误差对主轴回转精度的影响不大，如图 1-1(b)所示。 nts 共 24 页 第 2 页 (a) (b) 图 1-1 车削和镗削时的主轴跳动 1) 采用滚动轴承对主轴纯径向跳动的影响 2) 主轴采用滚动轴承作支承时，引起主轴纯径向跳动的因素除了轴承 本身的精度外，还与轴承相配合件的精度有关。 3) a. 滚动轴承精度的影响 4) 滚动轴承外圈和内圈的滚道形状精度和位置精度对主轴纯径向跳动的影响与滑动轴承类似。如图 1-2 所示。车削时，内圈滚道的精度影响较大；镗削时，外圈滚道的精度影响较大。 (a)孔与滚道不同轴 (b) 滚道不圆 图 1-2 滚动 轴承内外环形状及位置误差 滚动体的形状误差和尺寸的不一致会造成主轴的纯径向跳动。如图 1-3 所示。当直径较大的滚动体位于左边时，会使内圈右移，即主轴位置右移：相反，当直径较大的滚动体位于右边时，会使内圈位置左移，即主轴位置左移。由于滚动体保持架的转速低于内圈的转速，因此，它所引起的纯径向跳动频率较低。 nts 共 24 页 第 3 页 图 1-3 滚动轴承滚动体的形状误差和尺寸不一致对主轴径向纯跳动的影响 滚动轴承的间隙对主轴的纯径向跳动也是有影响的。如图 1-4 所示。设轴承的承载区在右边，这时内圈右移，当一个滚动体位于水平位置时，内圈的右移量比滚动体不在水平位置时的要小，使主轴产生纯径向跳动，这种纯径向跳动的频率比内圈的转速要高得多。 图 1-4 滚动轴承间隙对主轴纯径向跳动的影响 b. 与滚动轴承相配合件的影响 轴承内圈是薄壁零件，受力后很容易变形，主轴轴颈的圆度误差将导致内圈变形而引起主轴的纯径向跳动。同理，轴承外圈也是薄壁零件，装到箱体孔中后，箱体孔的圆度误差也将引起外圈滚道产生变形，引起主轴的纯径向跳动。 1.2 主轴纯径向跳动的数学表达式 为了便于研究主轴纯径向跳动对零件加工精度的影响，假设在加工零件的过程中，机床主轴一方面以角速度 w 自转，同时主轴瞬时回转轴心又相对与平均轴心在两个垂直方向 (Y、 Z 坐标 )上作简谐振动。建立惯性直角坐标系 (OXYZ)， O 点为主轴的理想轴心位置， 再建立与主轴相固联的直角动坐标系 (O1WMN)， O1 点为主轴的瞬时轴心位置。利用坐标平移和旋转后可得到两个坐标系的坐标变换关系 。如图 1-5所示。 nts 共 24 页 第 4 页 图 1-5 坐标变换关系图 根据简谐振动规律， 主轴轴心 O1 径向跳动的 数学表达式为 : 1-1 式中：为主轴的转角： = t： AY、 AZ 是轴心分别在 Y、 Z 两个坐标方向上简谐振动的幅值。 1-2 1-3 1.3 主轴纯径向跳动对零件加工的影响 1) 对镗削加工的影响 在镗床上镗孔时，镗刀随镗床主轴一起作旋转运动。当主轴作纯径向跳动时，将使轴心线沿某一固定方向作简谐运动 。镗出的孔形是由惯性坐标系中镗刀刀尖的运动轨迹所决定。设镗刀刀尖在动坐标系的位置为： M=R， N=0，其中 R 为所加工孔的半径。如图 1-6 所示。 nts 共 24 页 第 5 页 图 1-6 镗削加工示意图 将刀具的位置坐标和式 (1-1) 代入式 (1-2) ， 可得在惯性坐标系中镗刀刀尖的轨迹参数方程： 1-4 (5)式为椭圆的参数方程，其长轴和短轴之半分别为 R+AY 和 R+AYctg。因此，在镗孔过程中，主轴有纯径向跳动误差时，那么镗出的孔将是椭圆形的，产生的误差为圆度误差，其值为： =AY+AZ 2) 对车削加工的影响 在车床上加工外圆或镗孔时，工件随车床主轴一起作旋转运动。因此工件被加工表面 的几何形状是由刀具在动坐标系中的相对轨迹决定的。设车刀刀尖在惯性坐标系中的坐标位置为 Z=0， Y=-R。其中， R 为加工半径，如图 1-7 所示。 图 1-7 车削加工示意图 工件被加工表面几何形状的瞬时曲率半径为： 1-5 由于幅值 AZ 的数值很小，可以略去，则式 (7) 成为： 1-6 由式 (1-6)可知，工件 横截面的几何形状近似于一个心脏线图形。如图 1-8 所示。 nts 共 24 页 第 6 页 图 1-8 车削加工心形线图 若取 1=R-Acos， 2=R-Acos(p+ )，则 D= 1+ 2=2R， 说明此心脏线是一等径曲线，即工件的横截面几何形状无直径误差。 当 =0 时， =R-A，当 =时， =R+A。所以 O1 不是 加工后工件端面的实际轮廓的中心，工件的实际轮廊中心与 O1 的距离为 A。 因此可以得出结论：在车床上进行内外圆车削，主轴径向跳动主要影响加工件的同轴度误差，对工件圆度误差的影响可以忽略不计。 1.4 结论 通过对主轴纯径向跳动的分析可以看出，主轴回转误差对零件加工精度的影响很大。因此在机械加工中，应采取有效措施减少主轴回转误差对零件加工精度的影响。采取的措施可以从两个方面来考虑。首先要提高主轴的回转精度。主轴轴承是影响主轴回转精度的关键零件，对于精密机床可采用精密的滚动轴承，也采用多油楔动压轴承和静压轴承。 同时还要提高与轴承相配合零件的精度。其次要减少主轴回转误差对零件加工的影响。可以采用运动和定位分离的主轴结构，使工件在加工过程中的回转精度不受机床主轴回转误差的影响，使主轴回转误差不反映到工件上。 从上面可以看出假如我们的夹具做的不好，对影响零件的精度是必然的问题，下面我就从我们的零件是如何作出来的进而分析夹具的问题。 nts 共 24 页 第 7 页 第二章 机制工艺设计部分 2.1 零件的结构工艺性分析 本零件是一段直径为 55的聚乙烯圆棒经过 3道工序完成的，是一种植入人体的零件，从它的名字（ KH10 度防脱位臼 衬）可以看出它的作用是用来防止关节脱位的。其中 KH是零件代号， 10度是规格，也有 8度的 因人的骨骼形状不同而使用不同的规格。因为它的特殊作用，所以尺寸和公差要求很严格，具体尺寸和公差在产品图中都有标注。就是这种特殊要求也对我们零件加工的机床提出了更严格的要求，要能够有很高的定位精度。我们用的是 DMG 公司的 CTX410型数控车铣床。它的定位精度达到 0.002 毫米，同时可以满足这种零件的铣削要求。我们在普车上下料，然后在这种车床是做外球和内球。外球的尺寸主要靠机床来保证。内球的尺寸主要靠机床来保证，而形状是靠 工装来保证的。所以做这种零件有一半是靠夹具来完成的，我们对夹具的要求也是很高的。 2.2 零件的选材 选材合理性的标志，应是在满足零件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削耗和降低加工成本 .因此要做到合理选材，对设计人员来说，必须全面分析和综合考虑 . 一般在下列情况下需要选用材料：设计新产品，改变原设计或是改变零件原来材料的降低成本；为适应本厂的设备条件而要改变零件加工工艺；原材料缺乏，需要更换新材料等 .目前选用零件大部分涉及到一些尚未标准化或尚未定 型化的零件和工具。 选材的一般原则：首先是在满足零件作用性能的前提下，再考虑工艺性，经济性。且要根据我国资源情况来选择国产材料。 （ 1）满足零件使用性能的要求 我们的零件要求质量轻 耐磨 表面光滑 清洁，不应有裂缝 划伤 气泡和夹灰。同时要满足物理性能和化学性能，包括： 密度 Kg/m3 灰分 Mg/Kg 屈服拉伸强度 B 抗拉强度R 延伸率 R 927944 150 19 27 300 表 2-1 它的化学性能主要包括材料组成等，我们的零件要求材料没有对人体有害的物质 。 nts 共 24 页 第 8 页 （ 2）满足材料的工艺 性能的要求 ： 我们的零件要在高切削速度和高切削力的作用下才能完成的。这要我们考虑到材料在这种条件下要能够不变形，表面粗糙度还要达到要求。同时还要考虑到我们的刀具磨损情况不至于过快。 切削加工性好的材料对保证产品质量，降低成本有极大的经济意义。 （ 3） .考虑材料的经济性 材料的经济性涉及到材料的成本高低，材料的供应是否充足，加工工艺过程是否复杂，成品率的高低以及同一产品中使用材料的品种规格等 .从选材的经济性原则考虑，应尽可能选用价廉货源充足，加工方便的材料，并尽量减少选材的品种规格，以简化供应，保管等工作 . 在选择材料时，即要考虑材料本身的相对价格，也要该材料做 成的零件在使用过程中的经济效益问题，如制造成本，零件使用寿命等，来综合考虑，从而达到合理选材的目的。 综合以上特点我们在选材时之所以不选用铁质材料，就是因为它质量太大。而国产的高分子聚乙烯往往含有杂质，达不到我们的要求。所以我们选用德国进口的高分子聚乙烯，它能达到我们的要求。 2.3 工艺路线的拟定 拟定工艺路线是指拟定零件加工所经过的有关部门和工序的先后顺序 .工艺路线的拟订是工艺规程制定过程中的关键阶段， 是工艺规程制定的总体设计，其主要任务包括加工方法的确定、加工顺序的安排、工序集中与分散等内容 . （ 1） .加工方法的确定 1）加工面 加工方法 加工经济精度 （公差等级表示） 经济表面粗糙度值 Ra/ m 普车 -0.10.1MM 3.2 数控车 -0.010.01MM 0.8 表 2-1 2）加工凸耳 凸耳是配合公差，配合精度要求是多少，粗糙度是多少，要求的加工精度，考虑到零件的结构，用什么方法加工比较合适 . 根据所查资料，要达到图纸上平面的粗糙度和精度要求的加工方法是： 加工方法 加工经济精度 （ 公差等级表示） 经济表面粗糙度值 Ra/ m nts 共 24 页 第 9 页 铣削 -0.050 1.6 （ 2） .加工顺序的安排 加工阶段的划分 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，外球和内球的轮廓是粗加工的部分。 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，外球和内球以及凸耳的接近上公差尺寸是需要半径加工的部分。 精加工：保证主要表面达到图样要求 . （ 3） 工序集中和分散 工序集中是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的 加工内容较多 .工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行 .根据工厂的设备情况，零件的难易程度选择。 （ 4） 加工顺序的确定 1）、机械加工工序的安排 、根据基面先行的原则， 、根据先粗后精的原则， 、根据先主后次的原则， 2）、辅助工序的安排 辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清冼、保证温度，检验等 .检验工序是主要的辅助工序，是合格证产品质量的重要措施 .零件的每道工序加工完成之后，和零件全部加工完成之后都要进行检验工序 . 具体的加工工艺路线请参看附件“工艺卡” 2.4定位基准的选择 （ 1） .粗基准的选择 粗基准是加工的第一道工序基准，它只能选择末加工的毛坯表面，粗基准选择的好坏，对以后加工表面余量及加工表面与非加工表面的相互位置有很大的影响 . 选择粗基准时的原则是： 1）、以不加工表面为粗基准，为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般选择不加工表面为粗基准 .依据此原则应选择哪个面为粗加工基准加工底面 . 2）、选择粗基准时，应合理分配各表面的加工余量 . 3）、粗基准的表面应尽量平整，没有浇冒口，飞边的等缺陷，以便在加工时定位可靠，夹紧方 便 . 4）、一般情况下，同一方向上的粗基准表面只能用一次，这条原则与此工件加工所选几面无冲突 . 有以上几条原则可以选择第一道工序的基准就是料外形。 nts 共 24 页 第 10 页 （ 2） .精基准的选择 精基准是选用已加工表面作为工序基准，精基准的选择，不仅要考虑对加工工件加工质量好坏的影响，并且与工件夹紧定位是否方便也有很大关系 .精基准的选择应依据以下原则： 1）、为了较容量获得加工表面对设计基准相对位置精度，应选择加工表面设计基准作为定位基准，即基准重合原则，对照此原则，我们在做外球时选择了料的右端面作为基准，也就是球顶的位置。而在 做内球时我们选择夹具作为基准，因为我们夹具的定位精度很高，它的圆跳动不超过 0.01MM。 2.5 机床及其工艺设备的选择 （ 1） .机床的选择 数控车床又称数字控制（ Numbercal control,简称 NC）机床。它是 20 世纪 50年代初发展起来的一种自动控制机床，而数控车床是其中的一类实用性很强的机床形式。数控车床是基于数字控制的。数控机床，就是采用了数控技术的机床。是一个装有程序控制系统的机床，该统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。此种程序控制系统，即数控系统。 数控系统是一种控制 系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字值，并将其译码，从而使机床动作和加工零件。 数控机床的组成：主机， CNC,驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备。 1）主机 主机是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。根据不同的零件加工要求，有车床、铣床、钻床、镗床、磨床、重型机床、电加工机床及其它类型 。与普通机床不同的是，数控机床的主机结构上具有以下特点： 由于大多数数控机床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较 为了适应数控机床连续 地自动化加工，数控机床机械结构具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较 小 更多地采用高效传动部件，如滚珠丝杠副，直线滚动导轨等。 2） CNC装置 这是数控机床的核心。用于实现输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。现代数控机床的数控装置 一般 都具有 自动编程的功能。 3）位置检测装置 这个在数控机床中有着相当重要的作用。位置检测装置通过传感器对机床的转速及进给实际位置进行检测，并将角位移或直线位移转换成电信号，反馈到计算机数控装置，与给定位置进行比较。 计算机数控装置针对反馈量与理论值进行比较，进而向伺服系统发出运动指令，对产生的误差进行补偿，以确保机床的移动部件能够精确地移动到所要求的位置。近年来，由于产品的多样化、少量化以及零部件的日趋复杂化，金属或其它切削制造业对能够高效地加工高附加价值和高精度零部件的机床的需求日益增加。 复杂零件的加工工序通常采用分散方式和加工工序集约方式这两种模式。加工nts 共 24 页 第 11 页 工序分散方式是指综合使用多台机床 (车床和加工中心 )，各台机床完成单一或几个工序。加工工序集约方式是指用一台机床来完成一个工件所需要的所有加工工序。 集约式加工 在减少生产周期、库存、设备占地面积、满足加工精度要求等方面占有很大优势。为此机床生产厂家已开发了许多种规格的能够实现多功能加工的复合机床，这些多功能的复合机床在航天航空零部件、汽车试验产品、石油能源工业设备、医疗设备器具、印刷设备、模具以及建筑行业机械的加工领域里得到广泛应用并取得了可观的经济效益。 谈到复合加工，通常的认识是车铣复合机床主要应用于滚齿加工、磨削加工、斜面铣削、钻孔等加工工序。但是我们更重视对复杂零件的车削和铣削等基本功能，从而实现一次装夹并缩短加工周期。也就是说，一些非常特殊的加工工艺并 非是广大客户最重视的性能。所以，森精机以最大限度地提高复合机床的车削能力铣削能力为出发点，开发了车床和加工中心完全融合的新一代复合加工机。 为了实现具有和同类型车床和加工中心同样的加工能力，车削方面选用斜床身，主轴与刀架之间的热变形引起的位移是车削零部件外径、内径加工精度的主要影响因素，该机床结构上的对称性使得床身和刀架都具有很好的热稳定性。该机床铣削方面采用卧式加工中心的主轴，机身采用箱中箱结构以及双丝杠驱动以减少移动物质量，从而提高运动速度并且改善机床动态特性。 CTX410 机床的主要规格 最大加工直 径 600mm 工件的最大长度 1061mm 各轴移动量 750mm、 210mm 、 1120mm、 120 第一主轴最高回转速度 5000r/min 刀具轴最高回转速度 12000r/min 快速进给速度 (X、 Y、 Z) 50、 30、 50 工具数量 (可选 ) 20、 40、 100 换刀时间 1.0s 刀杆形式 BT-40、 Capto-C6、 HSK63 主轴功率 (30min/连续 ) 15/1122/15kW 刀具轴功率 (30min/连续 ) 18.5/11kW 机床尺寸 415032302756mm 机床重量 13,800kg 表 2-3 机床的主要特点 1) 该复合加工机床具有和加工中心相匹敌的行程， C 轴无需旋转即可以加工间隔为250mm 的孔。这样就减少一个轴的旋转运动，可以取得很高的加工精度。 nts 共 24 页 第 12 页 2) 主轴最高回转速度 4000r/min，工具主轴最高回转速度 100r/min，具有加工中心的铣削能力。 3) 工具交换时间采用高速自动工具换刀结构，减少非加工时间，其与过去的机床相比，加工时间减少一半。 4) 机床最高加 速度为： X 轴 0.8g、 Y 轴 0.4g、 Z 轴 0.6g。采用重心驱动结构，机床的振动得到有效抑制，非切削时间缩短，生产能力得到提高。 5) 该机床设计具有热变形最小的新热对称结构，并且其电控柜，主轴冷却油温度控制器的热源和床身实行隔离，减少它们对床身的热影响。 我们根据具体的需要及要求，在下料时选择了普通车床。下料完成以后就要生产零件，也就是要做出成品来，由于零件的要求较高，所以我们选择了较高档的数控车床也就是 DMG公司的 CTX410。 （ 2） .工艺设备的选择 量具等的选用 .详见工艺卡 . 2.6 切削用量参数 的确定 切削参数的确定主要是：选定加工部分所需刀具以及切削三要素 .即切深、进给量、切削速度 . 在选用刀具时，我们在粗车时选用的是钛合金刀片和白钢刀，在铣削时用的是高速钢铣刀，而在精车是用金刚石刀精铣时用的是硬质合金铣刀，因为它比较耐用而且车铣出来的表面光洁度也较高。 具体的见加工程序里。刀具另附图纸里。 2.7 数控加工 （ 1） .程序特殊指令 本程序中用的是西门子系统，此系统中的一个重要功能是 G96 功能，它表示主轴转速功能，表示恒线速度，当系统执行 G96 时，后面的数值表示切削线速度。它主要用与车削工 件端面，锥度和圆弧时，由于 X轴的不断变化，故当工件逐渐移近工件中心时，主轴转速会越来越高，工件可能从卡盘中飞出。为了防止事故，必须限制主轴转速。我们的机床上是在程序的开始有一个工件的大致轮廓，我们在那里限制主轴转速，在本零件中我没把最高转速设定为 4000R/MIN。要取消 G96 在程序中要出现 G97来代替它。在机床开机时默认的是 G97指令。 （ 2） .零件加工工序卡 外球 产品加工工序卡 文件编号 nts 共 24 页 第 13 页 产品名称 规格 零件名称 零件代号 KH10度防脱位臼衬 60/28 KH10度防脱位臼衬 60/28 312160 工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯尺寸（状态） 2 数控车 ISO5834-2 设备名称 夹具 CTX410 软爪 工步号 工步名称及内容 刀具或辅助材料 量具 加工温度控制在 1822。当户外温度在 10以下和 30以上时，加工材料应在加工室放置 8小时以上才可加工；当户外温度在 10以上和 30以下时加工材料应在加工室放置 4 小时以上才可加工。 三爪装夹外圆。 1 车 53.5-0.03 -0.1 外圆至尺寸； 金刚石车刀 三坐标 车 SR25.7-0.01 -0.06 外球面至尺寸； 游标卡尺 车 48-0.03 -0.09 外圆和 30面及 48.40 -0.05外圆至尺寸，并如图倒角 R0.5和 R0.3； 2 车切凹槽至尺寸，保证尺寸 21.2 0.03和尺寸1.7 及尺寸 0.7和 45； 金刚石车刀 3 车切 52.5 外圆和 45锥至尺寸，保证尺寸2.8； 金刚石车刀 4 车 25，保证尺寸 32.7； 端面切槽刀 5 车切 30槽至尺寸，保证尺寸 49.5 和 5.5； 金刚石车刀 6 铣出 10-R2-0.01 -0.05 凸台，保证 尺寸 49.5-0.03 -0.09 和 60及 R1.5 0 -0.1； 铣刀： 3 7 按尺寸 33.2 切断，割刀厚度不大于 3.5。 要求：产品加工后， 4 小时内必须进入下一工序完成清洗。 内球 nts 共 24 页 第 14 页 产品加工工序卡 文件编号 产品名称 规格 零件名称 零件代号 KH10度防脱位臼衬 60/28 KH10度防脱位臼衬 60/28 312160 工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯尺寸（状态） 3 数控车 ISO5834-2 设备名称 夹具 CTX410 JG173 工步号 工步名称及内容 刀具或辅助材料 量具 加工温度控制在 1822。当户外温度在 10以下和 30以上时，加工材料应在加工室放置 8小时以上才可加工；当户外温度在 10以上和 30以下时加工材料应在加工室放置 4小时以上才可加工。 上专用夹具，以外球面和外圆柱面定位，靠凸耳压紧。 1 车镗 SR16+0.15 +0.05 内球面至尺寸，倒 60和 130角，保证尺寸 3和 0.18； 金刚石镗刀 三坐标 要求：产品加工后， 4 小时候内必须进入下一工序完成清洗。 游标卡尺 （ 3）零件编程 程序名： JIUCHEN-60 T1D1（粗车外轮廓） G96 M3S300M/min G0X55.482Z1.5 G1Z0.5F0.15 G3X56Z0.223K-26.378I-27.934 G0X52Z20 . . . .T2D2（精车外轮廓，非标准金刚石外圆车刀） M3S300M/min nts 共 24 页 第 15 页 G0X58Z-0.641 X-24.482Z-0.641G41 G1X-0.026Z0F0.01 G3X0K-0.25I0.007 X47.9Z-16.432K-25.67I0 X47.94Z-16.54K-0.108I-0.28 G1Z20.646 G2X47.994Z-20.746K0I0.2 G1X48.326Z-21.035 G3X48.38Z-21.135K-0.1I-0.173 G1Z-21.2 X47.94Z-21.8 Z-22.17 X49.34Z-22.87 X52.5 G0X53.5Z-23.37K-0.5I0 G1Z-33 X55.2 Z-33.646 X54.434Z-34.028 G0X54.492Z-33.858G40 M17 G0X58Z20 T3D3 G97 M3S4000 G0X52Z20 Z-21.2 G1X49F0.5 X47.54F0.05 x52 G0X60 Z20 T4D49（精车平面，非标准金刚石 60度刀） M3S400 G0X56Z20 nts 共 24 页 第 16 页 Z-25.85 G1x52.7F0.1 Z-35 g0x56 z-25.67 g1x49.4f0.05 g1x52.5f0.2 z-33f0.02 g0x60 z20 铣削 N790 F_CON(1,2,E_LAB_A_1,E_LAB_E_1);*RO* F_MI_CON(CUTTER20,1,0.04,2,4000.,1,100002,49,-18.,90,-25.7,90,25.7,0.05,0.05,0,6.,42,0,6.,0.1,0,0.,0.,24.72,0.);*RO* F_MI_CON(CUTTER-3,1,0.02,2,4000.,1,100002,50,-18.,90,-25.7,90,25.7,0.05,0.05,0,6.,42,0,6.,0.1,0,0.,0.,21.725,0.);*RO F_GROOV(PLUNGE_CUTTER23,1,0.1,3,3000.,1,0,18,1,27.5,90,-33.2,90,5.,15.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.2,1,0.,0,5.,0.,3.,1,28.7,-34.45,12.5,0.);*RO* F_TS(FINISHING_TOOL65,1,3000.,1,1,4,0.,0.,0);*RO T7D7（精车斜面，非标准金刚石 30度车刀） M3S3000 g0x55z-32.08 g1x53.5f0.05 x51.261z-33.2 g0x53.5 z-30.666 g1x48.433z-33.2f0.05 g0x53.5 z-29.252 g1x45.604z-33.2f0.05 g0x53.5 z-27.838 g1x42.776z-33.2f0.05 g0x55 z20 nts 共 24 页 第 17 页 T8D8（精车带倒角端面，非标准金刚石反车刀） S2000M3 M0 G0x55z-27.555 G1X53.5F0.5 x43.21z-32.7f0.01 g1X25.2F0.01 Z-33.2 G0X60 z20 T9D9（割断，白钢刀） M3S1000 G0X50Z-33.2 G1X6F0.5 M3S500（速度减慢防止工件掉下） G1X3.5F0.1 G0X60 Z50 M30（程序结束） 内球镗削 程序名： JIUCHENNEIQIU-60 T1D1（白钢刀） M3S3500 G0X60Z16.594 G1X0Z2.604F0.3 G0Z16.594 X60 Z15.49 G1X0Z1.501F0.3 G0Z16.594 X60 Z14.387 nts 共 24 页 第 18 页 G1X0Z0.398F0.3 G0Z16.594 X60. . . . . . . G0Z50 Z16.594 X60 Z7.767 G1X28.124Z0.335F0.3 X27.8Z0.053 Z0 G3X0Z-13.9CR=13.9F0.3 G0Z50 T2D2（非标准金刚石长镗刀） M3S4000 G0X60Z16.594 G1Z7.546F0.1 X28.408Z0.18F0.01 X28.2Z0 G3X0Z-14.1R14.1 G0Z50 M30（程序结束） 注：本程序中 F 均为 mm/r 第三章 机床夹具设计部分说明书 3.1 对专用夹具的基本要求和设计步骤 （ 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 nts 共 24 页 第 19 页 3）工艺性好 4）使用性好 5）经济性好 （ 2） .专用夹具设计步骤 1）本次夹具的设计任务是 ： 改进夹具的结构，便于安装零件。 2）定位方式的确定与定位元件的选择 定位方式的确定 工件在夹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 . 我们的工件是外球与夹具的内球相配合，其外球形状与夹具内球及其他部分有很好的配合效果。 定位元件的选择 定位元件首先是要求其本身要能够很好的定位，我们用配重块，定位销，定位座等来把夹具固定住，我们的每一个规格的夹具都有与之相对应的配重块来保证夹具的平衡性。 3）确定工件加紧方案、设计夹紧装置 为保证工件在加工过程中获得的定位位置不变，保证工件在切削加工过程夹紧可靠应设计出定位准确、夹紧迅速、拆卸方便、并能保证工件及其夹具体不变的夹紧机构，夹紧机构的设计与生产纲领，另外夹具的结构应简单便于操作 .我们的零件是用压盖压紧在夹具上的。我们原来的夹具就是不便与操作，它是压盖与底座用螺纹配合的，这样装卸都不方便，而且螺 纹磨损的比较快，要经常修螺纹。现在我们改用孔与销的配合，十分的方便。而且基本上没有什么磨损。 4 ）确定其它装置及元件的结构形式 这个夹具还有许多其他零件组合而成的，主要包括内六角圆柱螺钉（是来定位定位座与底座以及配重块与底座的），圆柱销（是用来定位压盖与定位座的）。 5） 加工精度分析 夹具的总体结构元素完成后，因为工件的工序精度要求较高则应确定夹具中相应的尺寸公差及位置要求 .所以要进行工序精度分析： 夹具公差的确定 ： 由于各种情况影响，如机床传动误差、夹具误差、刀具误差、人为误差等 .造成工件加工 误差 .为保证加工精度，必须控制上述误差 .在制定夹具时，应保证夹具定位误差、制造误差、安装误差及调整误差的总和满足误差计算公式，一般不超过工件公差的 1/3. 同时为增加夹具的使用可靠性和延长其使用寿命，必须考虑夹具使用寿命的影响因素和使用过程中的磨损补偿问题，在考虑现有的装备条件和技术水平的同时在不增加制造难度的条件下，应尽量把夹具公差定的小一些，以保证加工精度 .增大夹nts 共 24 页 第 20 页 具的磨损公差值，结合经济性原则，尽可能达到延长夹具使用寿命的目的 . 加工工序精度分析 综合考虑使工件加工过程产生加工误差的因素，概过有：定 位误差、安装误差、调整误差、加工误差 .为保证工件加工精度必须采取措施，尽量控制和减小各种影响因素所造成的误差，使加工总误差不超过工序尺寸公差： gGTAD 上述式子即误差计算公式，实际计算中常采用概率法分析校核 . 对于本零件所涉及的相应工序尺寸分析，本夹具设计参数及制造精度均采用了较优化的数据足以保证零件加工精度，在此将不一一计算各工序的尺寸计算及精度分析 . 6）绘制夹具总装图 夹具图见附录 3.2 夹具的制造特点及其保证精度的方法 1）夹具的制造特点 夹具通常是单件生产，且制造周期短 .为了保证工件加工要求，很多夹具要有较高的制造精度 .夹具制造中，除了生产方式与一般产品不同外，在应用互换性原则也有一定的限制，经常采用修配方法，而夹具的制造主要在企业的工具车间进行，一般工具车间有多少种加工设备，都具有较好的加工性能和加工精度，以保证夹具的制造精度 . 2） .保证夹具制造精度的方法 夹具上与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调整法和修配法来保证夹具精度 .例如我们工件的凸耳与夹具相配合的凹槽，我们在做它的深度的时候就要考虑到这样所加工出来的零 件的尺寸以及是否会压伤工件等情况，有时要把这个凹槽做的深一点或浅一点。 第四章 结论 在作这次毕业设计时，我查阅了大量的资料，特别是李勇祥 ,毕晓勤主编的机床主轴回转误差对零件加工精度的影响。它主要介绍了影响机床误差的主轴的主要原因，通过对这本书的仔细阅读和研究，我明白了机床主轴为什么会有误差以及怎样才能降低这种误差。还有王志平老师主编的数控加工编程与操作，在我对零件的加工工艺及编程时起到了很大的指导作用。 张英超主编的数控车床介绍了现代数控车床的组成结构及特点，以及数控车床主要用于哪些方面，也给我 提供了宝贵的参考资料。 nts 共 24 页 第 21 页 我从这些文章中找到了许多与自己论文有关的内容，通过借鉴其中的某一部分，再结合自己的文章，有哪些不足需要补充的，我就把他们应用到自己的文章中来，从而更好的完成这篇论文。 致 谢 论文脱稿之际， 特别感谢指导教师 项建云老师 为我讲解新技术、提供具有代表性的课题、材料，以及在我遇到难题时，能及时为我解答，使我顺利完成毕业设计。 谨向 项建云 所授予的严谨、细致、认真的指导和所付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感谢！ 常州轻工职业技术学院的多位教师在 我撰写毕业论文过程中以及在校学习期间，给予了很多热情帮助和大力支持。为此，向他们表示诚挚的谢意！ 向所有关心、支持、帮助过我的各位老师、同学、朋友们表示谢意！ 最后，向热心评审本论文和参加答辩的老师们致以衷心的感谢！ nts 共 24 页 第 22 页 参考文献 1李勇祥 ,毕晓勤 .机床主轴回转误差对零件加工精度的影响 . 河南工业大学出版社 .1998.9 2王志平 数控加工编程与操作 .北京：高等教育出版社 2000.8 3毕承恩 现代数控机床 .北京：机械工业出版社 2002.8 4张俊生 金属切削机床与数控机床 . 北京：机械工业出版社 2000.8 5杨俊 机床数控系统课程设计指导书 .北京：科学技术出版社 1999.8 6实用数控加工技术编委会 实用数控加工技术 .北京：兵器工业出版社nts 共 24 页 第 23 页 1999.8 7张超英 数控车床 .北京：化学工业出版社 2000.5 附 录 1.夹具图： 1).JG173 2).老 JG173 2.产品图 3.刀座图： 装 订 线 nts 共 24 页 第 24 页 1).车削刀座 2).镗孔车削刀座 3).铣削刀座 4 刀具 图： 1).非标准金刚石外圆车刀 2).非标准金刚石 30， 60成型刀 3).非标准金刚石断面切槽刀 4).非标准金刚石长镗刀 5).非标准金刚石铣刀 nts 实习报告用纸 共 5 页 第 1 页 实习报告 一 . 实习的目的： 生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至 以后的工作，都是十分必要的基础。 二 .实习的要求 1.加工工艺方面的知识及方法 2.切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等 3.数控系统的知识 4.企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法 三 .实习的内容 这次我首先进行了进厂前的培训，培训的内容包括： 1.安全知识培训 通过一周的安全知识培训，最后进行了考核。就是这一周我学到了许多知识，使我在以后的工作和生活中时刻注意着安全是第一位的。 2.数 控机床的产生和发展 （ 1） 1952 年，在美国，计算机的应用使得数控技术的产生、发展得以有充分的条件。 其最初用途为军工业的生产。 （ 2） 20 世纪 60 年代，晶体管的发明使得数控机床批量生产得以实现。 （ 3） 20 世纪 70 年代，苏联的数控机床产量超过美国，成为世界上数控机床产量第一的国家。 nts 实习报告用纸 共 5 页 第 2 页 （ 4） 20 世纪 80 年代，日本的数控机床产量位居第一 .其中尤以日本法拉克公司最为代表，其产量为全世界产量的 30%,而德国的西门子产量也占 15%。与此同时，在80 年代初期我国也引进数控加工技术。 3 数控机床的分类 （ 1）经济型数控机床：一般由普通机床改装而成，精度和复杂程度较低，可实现两轴联动，可进行平面加工，价格较便宜。 （ 2）全能型数控机床：精度和复杂程度较高，一般可实现三至五轴联动，且有刀具库，可自动换刀。可进行平面和空间立体加工，价格一般较贵。 这次实习我到的是常州康辉人工关节有限公司，通过近四个月的实习 我比较全面地了解机械加工及相关典型零件的生产技术过程。初步了解典型的机电一体化产品和设备的生产过程、培养我收集资料的能力及提高分析问题的能力，使我们更好地学习、掌握机械工程专业知识。 学习了这些知识以后，我就真正的走进了车间。首先就是 要学会毛坯的选择 毛胚的选择 零件一般是由毛胚加工而成。在现有的生产条件下，毛胚主要 有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的 50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性 能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺