【毕业学位论文】（Word原稿）拔销器零件加工装配-机械设计及其电器自动化术

- 1 - 云南广播电视大学曲靖分院 作 者 夏周伟 层 次 专科 起点升本科 专 业 机械设计及其电器自动化 年 级 2009 学 号 6509334067 办学形式 电大 办学地点 昆明冶金高等专科学校 指导教师 孙红梅 成 绩 拔销器零件加工装 配 - 2 - 摘 要 本文介绍了拔销器各个零件的加工及装配的 过程。 通过对 拔销器各个零件的工艺分析，加工 方法 的确定，以及装配工艺及装配过程的分析，介绍了工厂 生产中 三 个步骤， 装配件 零件 生产准备， 数控 加 工和装配 。 众所周知 良好的工艺是加工的前提，而只有通过零件图对加工工艺进行分析，进而确定加工方法，加工步骤，及加工路线 ，才能进行数控加工。 数控加工 就是要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息数字化，即编成零件程序，在加工程序单中的内容记录在磁盘等控制介质上，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序要求进行相应的运算处理，然后发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调运动，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工。 而装配则是把许多零件连接和固定起来，成为各种组件、部件和整台产品的过程。 工 厂生产就是将这些过程有机的结合起来。 关键词 ： 拔销器 ； 数控机床 ； 工艺 ； 装配 - 3 - 目 录 引 言 一 、 绪 论 床 的 概述 二 、拔销器的数控加工 柄加工工艺设计 及加工程序 件套加工工艺设计 及加工程序 接杆加工工艺设计 及加工程序 头加工工艺设计 及加工程序 三 、装 配 参考文献 致 谢 - 4 - 拔销器零件加工装配 前 言 数控机床集现代精密、计算机、通信液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动换和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流 设备 。它可加工 普通 机床无法加工的复杂零件，同时具有很高的加工 精度 和效率。 而且 在生产中会经常遇到比较复杂的轴类零件，要想保证加工精度，提高生产效率，应 合理选择 数控车床来进行加工。 机械制造工厂的整台零件产品是由零件、支组件、组件和部件所组成。 根据规定的技术要求，将零件 或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配 。装配工艺既要保证各个零件有正确的配合，又要保证它们之间由正确的相对位置。由于各种零件的工作情况和技术要求不同，因此装配机器产品要分别采用各种不同的工艺方法。 - 5 - 一 绪 论 控车床概述 数控车床的组成 数控车床一般由车床本体、数控装置（或称数控单元）、输出输入设备、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、电气控制装置、辅助装置、测量装置等组成。 控车床的特点 当改变加工零件 时 ，数控车床只需要更换零件的加工程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用承租技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。 由于数控车床能实现两轴或两轴以上的联动，所以能完成复杂型面的加工，特别是可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件。 数控车床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人 为 的误差，这就保证了零件加工质量的稳定性。 在数控车床上可以采用较大的切削用量，有效的节省了机动工时。还有自动调速、自动换刀和其它辅助操作自动功能，使辅助时间大为简短，而且一般不需要工序间的检验与测量，所以，比普通车床的生产效率高倍，甚至更高。 行数控车床有较高的加工精度，一般在 控车床的加工精度不受零件复杂程度的影其定位精度比较，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。 - 6 - 机多用响，车床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等 都可以通过数控装置自动进补偿， 数控车床特别是车削中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控车床可以代替数台普通车床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高的经济利益。 夹 在机床上加工工件时 ,为了使某工序所加工的工件表面达到图样所规定的尺寸和形状位置精度要求 ,必须使工件相对与刀具和机床占有一个正确的位置 ,这就需要定位 始终保持这个位置不变 ,这就需要夹紧 上或夹具中定位和夹紧的过程称为装夹 通用夹具 通用夹具是指已经标准化 ,可装夹多种工件的夹具 ,一般作为机床附件供应 ,如车床上的三爪自定心卡盘 ,四爪单动卡盘 ,顶尖 ,中心架和跟刀架。 控程序的编制方法 数控加工程序的编制方法 有 手工编制程序和自动编制程序等。 手工编程是指编程人员用数控机床提供的指令格式直接编写出数控程序及相关技术文件。手工编程能充分发挥数控系统的功能 ，体现出 编程人员的工艺和加工经验 水平 ，不必再用其它编程设备。 手工编程按数 据输入以及处理方式，可分为三类； 第一类是用 际标准化组织）代码编程。一个代码代表一个意义或刀具的一步运动，或代表一组意义或一组运动。 第二类是用宏程序编程，系统提供了变量、数据运算、程序控制等功能，用户 用 这些功能去编程，完成一个功能或一组功能的加工。 第三类是会话编程。它 以 图形数据输入，经数控系统内部编译处理后，生成 对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，一般用手工编程比较合适。但手工编程耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。 - 7 - 动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成 的编程方法 。 采用计算机自动编程时，数学处理、程序编写、程序检验等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可随时检查程序是否正确，需要时 可以 修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程能完成繁琐的数值计算，可提高几十倍乃至上百倍编程效率，因此解决了手工编程无法解决的许多形状复杂零件的编程难题。 数控车床操作 控车床的操作规程 查电网电压、油泵、润滑油量是否正常，检查压力、冷却装置、油管、刀具、工装夹具是否完好，并做好机床的定期保养工作。 进行机 床 回零操作，然后试运转 5认机 床 、刀具、夹具、工件正常，数控参数正确无误后，方能开始工作。 数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关机保护等环节是否无误，以免循环加工造成事故，损坏刀具及相关部件。严格按操作流程进行试切对刀，调试完成后要做好程序保护工作。 关好防护拉门，在主轴旋转 或 进行手动操作时，一定要使自己的身 体和衣物远离旋转及运动部件，以免将衣物卷入，造成事故 。 注意刀塔转动及刀具安装位置，身体要远离刀具回转部位，以免碰伤。 免工件飞出造成事故。完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出、拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。 出现严重事故，应迅速断电，并保护好现场，及 时上报，并写好记录。 将机床导轨、工作台擦干净，并认真填写设备维护和保养日志。 序的输入和调试 - 8 - 1. 程序号的建立 操作模 式选择开关旋至程序编辑“ 置，按下 键。输入新程序号码再按【 输入，按【 ，完成新程序号码的建立。 2. 程序的输入 在编辑模式下，将程序保护键钥匙转到“ 置，即可进行程序的输入及编辑。连续利用程序编辑键盘【 【 【 【 【 完成全部程序指令的编辑工作。 如机床带有通讯接口，也可以从外部设备输入，并能直接执行外部程序。 3. 程序的调试 程序的调试一般可以采用以下 方式： 完成程序输入以后，用手动方式把刀具从工件处移开，把机械运动、主轴运动以及M、 S、 T 等辅助功能锁定，在自动循环模式下让程序空运行，并通过观察机床坐标位置数据和报警显示判断程序是否由语法、格式或数据错误。 数控车床的图形显示一般为二维坐标（ 面）显示。模拟加工操作步骤为：先输入毛坯内、外径以及长度尺寸、比例系数，选择刀具，然后进行模拟加工显示。如有错误，进行修改，再模拟加工，直到正确为止。 4. 程序的运行 如程序无误，则取消空运行及机械锁定；机床重新 回零后，把刀架调整到合适的位置，进入自动模式；选择需执行的加工程序，关好拉门；调好快速进给率、切削进给率，打开切削液；按下启动键，即可加工零件。 常见的程序运行方式由全自动循环、机床锁定循环、机床空运转循环、单段执行循环、跳段执行循环。 - 9 - 二 拔销器数控加工 零件工艺分析 零件图是设计部门提交给生产部门的重要技术文件，它不仅反映了设计者的设计意图，而且表达了 零件 的各种技术要求，如尺寸精度、表面粗糙度。工艺部门则要根据图纸制作毛坯，工艺规程，设计工艺装备等。所以零件图是制造和检验零件的重 要依据。 毛坯的选择 根据图纸 （见附录一、二、三、四 ） 要求，选择合适的毛坯尺寸，我这次设计的零件选择毛坯尺寸分别为 35 555、 50 150、 75 135、 25 55棒料，材料为 45钢。既能保证不浪费原材料又可以达到图纸要求的尺寸。 控设备的选择 数控车床主轴采用高性能的变频无极调速驱动系统，具有过载保护功能。数控车床步进或交流伺服驱动，进给传动采用预载荷滚珠丝杆驱动，定位精度较高。数控车床采用四工位电动刀架，适合复杂零件的加工。 由于该零件（拔销器）为回转体加工零件，且为单件小批量 生产，毛坯规格最大直径为 75大长度为 555因此该零件加工选用数控车床，根据车间现有机床型号，故选用 数控加工方案及程序 柄加工工艺设计及加工程序 工工艺设计 - 10 - 图 2柄零件图 （ 1）加工工艺过程：粗 精车 25外圆并滚花掉头粗 精车 50 外圆及 (2)加工所用刀具： 滚花车刀 ; （ 3） 选择切削参数： 1） 粗车外圆：主轴转速 S=600r/给速度为 F=s、切削深度为 d=5车余量 u= 2） 精车外圆： 主轴转速 S=800r/给速度为 F=s、 ； 3） 车螺纹：主轴转速 S=100r/螺距 F=4） 夹具：三爪卡盘。 表 2柄加工工艺过程卡 工序号 工序名称 工序内容 加工机床 1 下料 锯 52 150圆钢 2 热处理 调质处理 3 数控车 粗、精车 25 外圆并滚花成，平端面（见光即可） 11 - 4 数控车 掉头粗、精车 50 外圆及 及退刀槽（手动） 检验 检查各尺 寸时否达到图纸要求 00 （直径编程） 0 125; 01- 12 - （直径编程） 108 110 件套加工工艺设计及加工程序 - 13 - 图 2件套零件图 （ 1）加工工艺过程：粗精车削外圆及圆弧尺寸钻孔掉头车削外圆达到尺寸。 （ 2）加工所用刀具： 30钻头 ； （ 3）选择车削参数： 1） 粗车外圆 ;主轴转速 S=600r/给速度 F=s，精车余量 u= w= 2） 精车外圆： 主轴转速 S=800r/给速度 F=s， ； 3） 钻孔：主轴转速 S=480r/削深度为 130每次钻削行程长度 K=10 4） 夹具：三爪 ,顶尖。 - 14 - 表 2件套加工工艺过程卡 工序号 工序名称 工序内容 所选设备 1 下料 锯 75 135圆钢 2 热处理 调质处理 3 普车 粗车外圆至尺寸 72，长度达到图纸要求，钻孔至 数控车 采用一夹一顶装夹方式，车 70外圆，达到图纸要求。 检验 检验零件时否符合图纸要求。 2 零件套加工程序单： （直径编程） 接杆加工工艺设计及加工程序 工工艺设计 ： - 15 - 图 3接杆零件图 （ 1）加工工艺过程：粗精车削 30外圆钻孔掉头粗精车外圆并钻孔钳工攻螺纹。 （ 2）加工所用刀具： 18钻头：攻螺纹用丝锥绞杠。 （ 3）选择车削参数： 1）粗车外圆：主轴转速 S=600r/给速度 F=车余量 u= w= 2）精车外圆， 主轴转速 S=1000r/给速度 F= 3）钻孔：主轴转速 S=600r/削深度为 35次钻削行程长度 k=104)夹具：三爪。 表 3接杆加工工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 所用设备 1 下料 锯 35 2 热处理 淬火 3 数控车 采用一加一顶的方式 粗精车一端外圆，并钻孔 18. 数控车 掉头粗精车另一端外圆，并钻孔 18. 钳 攻 18螺纹。 6 热处理 调质处理 7 检验 检验各尺寸是否符合图纸要 求。 - 16 - （直径编程） 60 （直径编程） 60 - 17 - 头加工工艺设计及加工程序 图 4头零件图 （ 1）加工工艺过程：粗精车外圆车螺纹掉头粗精车外圆车螺纹铣平面； （ 2） 加工所用刀具： （ 3）选择车削参数： 1)粗车外圆：主轴转速为 600r/给速度 F=s，精车余量 u= w= 2）精车外圆：主轴转速为 800r/给速度 F=s； 3）车削螺纹：主轴转速是 S=300r/距 F=2。 - 18 - 4）夹具：三爪，台虎钳（铣床）。 表 4头加工工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 所选设备 1 下料 锯 25 2 热处理 淬火。 3 数控车 粗精车 22外圆及 纹。 数控车 粗精车 的螺纹。 铣 22 外圆铣两平行平面，保证两平面距离为 19 热处理 硬度要求有达到 头数控加工程序单： （直径编程） - 19 - 138 140 150 （直径编程） 50 1; & (注：“ &”以下的程序段分别为 D=16 1210864 /D=16- 20 - /D=12 /D=10 - 21 - /D=8 /D=6 /D=4 - 22 - 三 装 配 机械制造工厂的整台零件产品是由零件 、 支组件、组件和部件所组成。 根据规定的技术要求，将零件 或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配 。装配工艺既要保证各个零件有正确的配合，又要保证它们之间由正确的相对位置。由于各种零件的工作情况和技术要求不同，因此装配机器产品要分别采用各种不同的工艺方法。 装配方法的确定 机械装配是机器制造全过程的最后施工阶段，它在很大程度上影响产品的性能、产量和成本。机械装配的生产类型， 按装配工作的生产批量大致可分为大批量生产、批量生产、单件小批量生产三种 凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度。要达到装配精度，不能只依赖提高零件的加工精度，在一定程 度上必须 依赖 装配的工艺技术。在机器精度要求较高、批量较小时尤其这样。 目前保证装配精度的常规工艺方法可以归纳为表 3 表 3配方法及应用范围： 装配方法 应用范围及特点 零件完全互换法 适用于大批量生产、尺寸链较短的零件组装配。装配周期短，零件的机械加工要求高 零件分组选配法 适用于大批量生产、尺寸链较短的零件组装配周期亦短，机械加工后零件需经分类 零件选配法 适用于大批量生产。装配周期稍可缩短，零件经选配后装配精度可以提高 利用补偿装置装配法 适用于 批量 生产。对尺寸链较长的零件组装 配中采用这种方法较为经济。装配时，作为补偿装置的零件需要修配或调整 零件个别修配法 适用于单件小批生产。对零件加工采用较高的制造公差不合理时才应用。 因为该零件是单件小批量生产故选择零件个别修配法。 - 23 - 件的清洗 零件在装配前必须洗涤及清理，以清除附着的杂质碎末、油脂和防腐剂等，从而保证零件在装配运转后不致产生先期磨损和额外偏差。洗涤方法如下表 3 表 3件的清洗方法 零件的清洗方法 清洗方法 设备 洗涤剂 大型零件采用手动或机动清洗，然后用压缩空气吹净 手动或机动钢刷、压缩空气喷嘴 中小型零件采用清洗槽和压缩空气吹干或经清洗机随后烘干 （ 1）人工清洗槽和刷子 （ 1）煤油和三氯乙烯（适用小型零件） （ 2）机械化清洗槽，清洗槽中必须备有零件的传送装置、搅拌装置和加热装置 （ 2） 3水碳酸钠水溶液中加少量乳化剂（ 10克 /升）加热到 60清洗机 复杂零件清洗采用喷嘴吹干 特殊结构的喷嘴、超声波震荡清洗机 箱体零件内部杂质在装配前也必须用机动或手动的钢刷清洗干净，或利用装有各种形状的压缩空气喷嘴吹干净。压缩空气对各种深孔或凹槽的清理最为有利，同时 并保证零件吹干净后的快速干燥。 由于此零件比较简单可采用人工清洗槽和刷子清洗。 - 24 - 销器的装配 图 3销器装配图 如图 3求 该零件属于螺纹连接。螺纹连接的转配置量要求主要包括 :螺栓和螺母正确的旋紧；螺栓和螺钉在连接中不应有歪斜和弯曲的情况；锁紧装置可靠。拧得过紧的螺栓连接会减低螺母的使用寿命和在螺栓中产生应力过大现象。为了使螺纹连接在长期工作条件下能保证结合零件的稳固，必须给予一 定 的拧紧力矩。 首先，将手柄与连接杆装好。此处不需要频繁拆卸可预紧力可稍微大些，由于连接杆 相对 较长，所以应注意在连接时不能出现歪斜和弯曲等状况。如有发生应及时调整以保证装配合格。 然后，将零件套按装配图要求装到连接杆上，此处是大间隙配合。要 保证 零件套能在连接杆上自由滑动，以零件套滑动时不出现卡住现象为宜。 最后，将拔头装到连接杆上此处由于需要根据销子的不同经常更换拔头 因而 可不必太紧，以能正常使用为宜。 - 25 - 参考文献 1 甘永立几何公差与检测上海：上海科学技术出版社， 2008 2 杨老记，马英机械制图北京：机械工业出版社， 2006 3 陈向荣数控加工编程与操作北京：国防工业出版社 ， 2008 4 田春霞数控加工工艺北京：机械工业出版社， 2006 - 26 - 致 谢 毕业设计是我们走向毕业的一个重要阶段，通过做毕业设计，我从中得到了很多的只是，有在学校没有基础到的，也有从以前课本中重新掌握的。在实践中去