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机械毕业设计全套

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GYSK01-009@弯管的数控加工与工艺分析,机械毕业设计全套

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- 1 - 中文 摘要 当今制造业越来越广泛的使用数控技术，传统手工业加工将会逐渐 被数控加工所替代。因为数控加工能降低人工劳动强度减少加工时间等许多优点。 本论文简单介绍了 501 弯管的组成部分、 501 弯管部件的选材以及 501 弯管的加工工艺，以及喷嘴、散热头的数控加工方法和数控加工中一些值得注意的事项。对喷嘴和散热的数控加工工艺进行分析，编写了数控加工程序。以及数控加工中一些值得注意的要点分析。 关键词： 501万贯的工艺性分析、基准、数控技术、数控加工工艺、数控机床、数控编程、以及数控刀具等。 nts常州工学院 - 2 - 目录 第一章 前言 -3 第二章 机械工艺设计部分 -4 2.1 501 弯管的结构工艺性分析 -4 2.2. 生产纲领的确定 -4 2.3 零件的选材 -4 2.4 定位基准的选择 -5 第三章 弯管的加工与工艺改进 -6 3.1 弯管头部的加工 -6 3.2 弯管体部的加工 -6 3.3 弯管座的加工 -7 第四章 数控要点分析 -9 4.1 数控加工工艺分析 -9 4.2 数控加工刀具的选择 -9 4.3数控编程的内容与步骤 -9 第五章 总结 -12 致谢 -13 参考文献 -14 nts - 3 - 第一章 前言 随着 科技的发展制造业已经越来越重要，而数控技术已经渗透到机械制造业中的各行各业中，我所写的 501 弯管是焊枪上头部的一个大部件。焊枪是焊接行业应用非常广泛的产品。它是连接在焊机上通电后可以工作的产品。焊接行业是一个巨大的行业它广泛应用在航天、航海、建筑、汽车、钢结构造船、锅炉、汽车、摩托车、钢架、风机、桥梁、电力、大型管等大型重工业领域。 所以焊接产品的接写制造业中起着举足轻重的地位。焊接产品是机械制造野中所必需的工具型产品。而数控技术已经渗透到接写制造的各个领域。产同的手工制造已经不能适 应社会发展了。这就需要焊接产品的制造能够得到改进，焊接产品质量好坏将决定着接写业中焊接水平。而米前我国没有叫得响的焊接 产品。几乎被国际上的松下、Tweco、 Esab 等较老的焊接制造商给所垄断，焊接行业不因应用领域广泛，同时一些小不见的使用寿命非常短于是它的需求量就非常的大。所以我在实习过程中就想通过自己的努力改进加工工艺在提高质量得同时也使成本降低。在这篇论文中我主要介绍了 501 弯管的组成、用途以及它的加工工艺和工艺改进和数控编程。 nts常州工学院 - 4 - 第二章 机械工艺设计部分 2.1 501 弯管的结构工艺性 2.1.1.501 弯管的组成要素 零件由喷嘴、导电嘴、导电嘴座、分流器、散热头、弯管体、弯管座等部分组成。 2.1.2.501 弯管的整体结构 501 弯管是一种组合零件，他是焊枪上的一个不见。焊枪是焊接行业中必不可少的一种广泛应用工具。焊接行业则在航天、建筑、接写制造业中。在加工过程中要注意保证厚度，组装时注意保证紧密性。 2.2.生产纲领的确定 501弯管是一种组合的零件，声厂数量是每年 5005000 件，为提高生产率和质量应努力改进加工工艺，所以在实习过程中我对 501 弯管上的喷嘴和散热头进行了工艺改进，我的生产纲领由下列公式计算： N=Qn(1+a%+b%) 式中 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； A 备品的百分率（一般是 13%） B 废品的百分率（ %） 501弯管只有一个喷嘴和散热头都应是： N=5000X1X（ 1+3%+1%） =5200件 2.3.零件的选材 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消耗和降低加工成本。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。 选材的一般原则：首先是在满足零件条件作用性能的前提下，在考虑工艺性、经济性，且要根据我国的资源情况选择国产材料 2.3.1.满足零件的使用性能要求 零件的使用性能是接写零件，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。 nts - 5 - 2.3.2.满足材料的工艺性能需求 材料的工艺性能是指材料适应某种加工的能力。材料的工艺性包括材料的铸造性能，锻造性能，焊接性能，切削性能，收缩性，热裂倾向性 ，热处理工艺性能。 1）、铸造性能：包括流动性，收缩性，热裂倾向性，不同的金属材料其铸造性能有很大差异。 2）、切削加工性：是指材料接受切削加工的能力它一般用切 削抗力大小，加工零件表面粗糙度，加工时切削排除难易程序及刀具磨损大小来衡量。 切削加工性好的材料，对保证产品质量，提高劳动生产率，降低成本有极大的经济意义。 热处理工艺性能包括淬透性，变形与开裂倾向，过热敏感性，回火脆性，氧化脱碳性向，不同材料的热处理性能是不同的。 2.3.3.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，应尽可能选用廉价货源充足，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。 综合考虑了以上条件，加之市场对产品的认可度。 501弯管上的喷嘴我们选择了紫铜，因为紫铜的绝缘性很好而且由于喷嘴火的部位所以材料要耐高温，所以我们选择了紫铜。 501 弯管上的散热头我们选择了黄铜。 2.4、定位基准的选择 2.4.1 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未加工的 毛坯 表面，粗基准选择的好坏，对以后加工表面雨量及加工表面与非加工表面的互相位置有很大的影响。 选择粗基准时的原则： 1）、不以加工表面为基准。 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，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粗基准为哪个面。 2.4.2.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）、为了较容易获得加工表面对设计基准相对位置精度，应选择加工表面的设 计基准为定位基准，既基准重合原则，对照此原则与加工，并能使夹具结构简单易操作。 nts常州工学院 - 6 - 第 三 章 弯管加工工艺的分析与改进 3.1 弯管头部的加工 弯管头部是焊枪火焰最终喷出的地方。是整个焊枪中最容易损坏的不见，所以弯管头部的价格越低越好。这就要求加工成本越低越好。于是要求改进加工工艺。 3.1.1 弯管头部的加工过程 弯管头部是由导电嘴、导电嘴座、分流器、喷嘴组成。其中分流器是买好的成品不需要在本厂加工。 1导电嘴的加工 由于焊枪头部是用来喷火焰的，所以要求材料有叫高 的熔点，于是选择了紫铜。导电嘴的图纸编号为 01导电嘴的加工过程如下： 在普通仪表车床上锻料，要确保长度准确，得到长度正确的毛坯。 分别在毛坯的两端打孔，打孔过后要在短打机上打眼，要确保此眼的精度，因为此眼为焊丝穿过的地方。 在普通机床上车锥度 车外圆 拉槽，然后在滚丝机上挫丝。 在普通仪表车床上打中心孔。 在有锥度的一头铣出两个平面。 2碰最的加工与工艺改进 喷嘴是直接跟火焰 接触的不见，所以经常需要更换。由于所选材料是紫铜，价格很贵，于是我们直接定作厚度刚好的紫铜管。这样既减少了材料的成本也减少了加工步 骤。使得生产成本大大降低。喷嘴的加工过程如下： 在普通机床上进行锻料，使得长度精确的毛坯： 在仪表车上车一个外圆，然后冲床上冲锥度。 掉头，镗一个孔要保证良好的光洁度，同时倒角。此时图纸为 02 此时需要把加工到上一步的喷嘴来到铣床车间铣槽，分 3次铣每次铣 2个。此时喷嘴已成型。图纸 03 把加工成型的喷嘴酸洗，为了是零件有较好的光洁度。 此时需要给喷嘴套上一个卡环，卡环图纸 04。套上卡环就是一个完整的喷嘴了。图 05 这样一个喷嘴的加工就完成了，然而由于这样的加工要先在普通仪表车上上镗孔，再到冲床上冲锥度。这样就 似的加工时间延长，而且在冲床上加工时，工人的劳动强度很大同时危险性也很高。于是我在实行过程中就利用所学的数控知识对喷嘴进行工艺的该进。这样从锻料到镗孔、车锥度都能在书空车床上 1 步完成，而且加工过程也没什么危险性。似的效率提高了 10倍。 3导电嘴座的加工 导电嘴座是连接弯管和导电嘴的连接件。其图 06 3.2 弯管体部的加工 弯管体部是 501 弯管的核心部分，它由内芯、内芯外套、绝缘体、垫圈、黄铜套、散热头组成。 3.2.1 内芯的加工（图 07） 在普通 仪表车上进行锻料确保长度正确 nts - 7 - 在普通仪表车对内芯的一端 开槽 在没开槽的一端从头铣四个槽，这四个槽要铣到与另一端开槽的部位 在铣了四个槽的这一端的头部车一个小圆 这样内芯的加工就完成了 3.2.2 内芯外套的加工（图 08） 在普通仪表车上进行锻料确保长度正确 两头去毛刺、倒角。这时内芯外套已经加工好了 然后把内芯外套焊接在内芯上确保外套的一端与开槽的内芯一头的开槽部位对齐然后焊接好。此时内芯与外套已经焊接好了。（图 09） 然后把焊接好的内芯组装部件进行退火处理，以保证较好的韧度。 3.2.3 散热头的加工 在普通仪表车上进行锻料确保长度正确 车一个不到头的外圆 打一个孔，在镗孔 掉头镗一个大孔 在仪表车上车一个锥度。此时散热头半成品已经完成（图 10） 然而由于该部件在车锥度时很难保证锥度，在普通仪表车上次品率较高。于是我该用了书空加工，书空加工不仅使得次品率大大降低了而且也是加工效率提高了很多倍，家少了人工的劳动强度。下面是我用书空方法做的。 散热头成品图 11，散热头焊接在黄铜上图 13，黄铜套图纸 12。 3.3 弯管 座的加工 弯管 座是连接电缆然后连接焊机以便通电的，弯管座是由座体、 2个水冷接头、 1个气冷接头、 1个螺帽。 弯管 座体是一个非常复杂的零部件。图 14、 15。 3.3.1 弯管座体的加工 在普通车上进行锻料确保长度正确 在普通车床上铣两个平面 然后在普通铣床上给其中一个平面铣槽 在座体的一端打孔攻丝 掉头镗 3个孔 再掉打 3个斜孔，每次打 1个 3.3.2 弯管座体上四个不见的加工 弯管座体上 3 个小孔部位需分别焊接上一个进水接头、一个出水接头、一个冷气接头，在气冷接头上还需配上个螺帽 nts常州工学院 - 8 - 1 进水接头的加工图 16 2 出水接头的加工图 17 3 水冷接头的加工图 18 4 螺帽的加工图 19 把螺丝装在水冷接头上图 20，然后把加工 好的弯管座体与 3个接头焊接好，在焊接时要注意没有缝隙，图为 21。然后把该弯管座和已经焊好了的内芯 既 09 图纸的零件有螺纹的一端焊接起来图 22 把绝缘套套在图纸为 22 的焊接件上，此时图纸为 24。 四氟管 图纸为 23 它买来的成品，然后把绝缘 垫套在图纸 24 上，为图 25，绝缘垫的图为 26。在装上黄铜套，在装上陶瓷件，陶瓷件为图 26，组装好的图为 27。这样一个弯管体基本完成，现在只需在弯管机上成型 50度，其图为 29，组装成图 30，然后在组装上导电嘴座其组装图为 31，现在再把导电嘴、分流器、喷嘴组装起来。就完成的 501弯 管了。其图 32。 nts - 9 - 第 四 章 数控要点分析 4.1 数控加工工艺设计 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟订工艺反感，选择合适刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题也需要做一些处理。因此，数控编程的工艺处理是一向十分重要的工作 4.1.1 数控加工的基本特点： 数控加工的工序内容比普通机加工的工序内容复杂。 数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换到 点、及走刀路线的确定等问题，在编制数控加工工艺时却要认真考虑。 4.1.2 数控加工工艺的主要内容 选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。 分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工工序，如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。 调整数控加工工序的程序。 处理数控机床部分工艺指令。 4.1.3 常用数控加工方法 1 平面孔系零件 常用点位、直线控制数控机床来加工 。 2 旋转体类零件 常用数控车床或数控磨床加工。 3 平面轮廓零件 常用数控铣床加工。 4.2 数控加工刀具选择 刀具选择是在数控变成的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料 的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度高和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。 在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则： 尽量减少刀具数量； 粗精加工的 刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具； 先铣后钻； 先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； 在可能的情况下，听尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率。 加工过程中切削用量的确定；合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为住，但也应考虑经济和加工成本；半精加工和精加工时，应保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 4.3 数控变成的内容与步骤 普通机床上加工连件时，首先用由工艺人员对零件惊醒工艺分析，指定零件加工的工艺规程，包括机床、刀具、定位夹紧方法及切削用量等工 艺参数。 4.3.1 数控编程 一般来讲，数控编程过程的主要内容包括 ：分析零件图样、工艺处理、数值计算、编写加nts常州工学院 - 10 - 工程序单、制作控制介质、程序效验和首件试加工。数控编程的具体步骤与要求如下： 1 分析零件图 首先要分析零件材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否合适在数控机床上加工，或适合在那里种数控机床上加工。同时要明确加工内容个要求。 2 工艺处理 在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方法、加工路线及切削用量等工艺参数。 3 数值计算 根据零件图的几何尺寸、确定工艺路线及 社顶的坐标系 ，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。 4 编写加工程序单 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床付出动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令和程序的格式编写零件加工的程序单，并校核撒谎能够书两个步骤的内容，纠正其中的错误。 4.3.2 喷嘴和散热头的数控编程 以下是我用数控方法加工喷嘴的加工过程。我们用的是专用数控机床，是 KND系统见图 2。 G94G95G98 S600T0101 G00X30 Z0X0 G0X24.5Z-76 X21.5Z-19.5 X24.5 G00X30Z0 S1000 G01X20Z-1CR=1 X21Z-20 X24Z-56 S600T0202 G00X30Z0 G01X20Z-76 X15.6Z-17 X19.5Z1 X30 S1000 X16.1 Z-18 Z20.1Z-40 M30 我们是用专用机床加工散热头的，散热头的图纸为 10。是在 KND系统中加工。 G94G95G98 G00X100 Z100 S1000T0101 nts - 11 - X0Z0 G01X22Z-2.5 X20.5Z-2.5 S1000 X19Z-1 X20Z-25 X33Z-1 X100 Z-100 S600T0202 X15.5Z-30 S1000 X19Z-30 M30 S1000T0101 G00X0Z0 X100Z100 S600T0202 G0X29Z0 G01X15.5Z-33 S1000T0202 X17Z-1 G01X16Z-3.5 G00X15.5Z2 X100Z100 M30 S600T0101 nts常州工学院 - 12 - 第 五 章 总结 为期 10个星期的毕业设计即将结束，但在这 10个星期的时间里我学到了很多知识和技能。 通过此次毕业设计， 我学会了查找资料，在查找资料的过程中 我有了很大的收获。使我对所学的知识巩固了一番，而且把它运用得现实中。我通过在网上查找资料时了解到我国目前数控技术落后但是正在改变这种状况，同时我也知道了数控技术的重要性这似的我对自己所学的专业更感兴趣了 本次设计不能算太完美，只可以说基本完成了指导老师所提出的要求，因为在设计过程中对一些参数的选择还存在一些不全面、不合理的选择，因此在今后遇到类似的情况，将全面综合考虑之后再选择相关参数以及进行有关计算。 在这里我要特别感谢我的母校是她给了我宝贵的知识。 nts - 13 - 致 谢 在 此次 501弯管加工工艺 的毕业设计中，通过对 501弯管 的分析，对其进行了许多改进，：在设计过程中我遇到了很多的难题，在指导老师范老师不遗余力的帮助指导下我 了解到新技术 。使我把所学知识进行了一次系统性的使用，通过这一课题的实施可以使我们把所学知识学以至用。 范老师以他严谨的治学态度和丰富的理论知识为我纠正了设计中的错误，为我解答了设计中的疑问，为我的说明书的编写提出了许多宝贵性的意见，付出了很多心血。而我始终感觉到范老师那种诲人不倦的高风亮节，这将在我遇到困难的时候永远激励着我。另外，范老师 定期检查设计完成情况 ，确保了质量和进度。 在此，我感谢范老师在这次毕业设计中予以我的极大帮助。 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，想热心评审论文和参加答辩的老师们致以衷心的感谢！ nts常州工学院 - 14 - 参 考文献 1.吴雄彪 主编 .机械制造技术课程设计 .杭州：浙江大学出版社， 2005 2.上海市职业技术教育课程改革与教材建设委员会组编 .机械