微型镗铣床纵向进给部底座零件数控加工工艺规程设计-[机械毕业设计论文A2012]
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微型
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零件
数控
加工
工艺
规程
设计
机械
毕业设计
论文
a2012
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,32页,20000字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
中期报告一份.
图纸:工件图.dwg
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）中期报告 院（系） 机械系 班级 生姓名 X X 指导教师 题名称： 数控铣削加工工艺规程设计 课题主要任务： 1. 从结构上分析零件，制定加工所需的工艺规程 ，从毛坯的确定到设计工艺 。 2. 根据所需选择适当的机床、刀具、相应的夹具、加工程序的编制和零件的检验。 1、 简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 自开 题以来，我认真研究了 课题，结合自己的实际情况， 虚心请教 指导老师及 一些 工作多年的 工艺 工程师，参考工厂的加工工艺 ，资料室的一些相关资料， 已初步编排 了底坐 零件的加工工艺路线， 就每道工序选择合适的机床和刀具，以及确定切削速度，机床转速。 认真的分析了路线的可行性和经济性 ，充分考虑到理论在实际操作中的应用及其中的差距 。并就该零件加工中 码 的编制采用 2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排 （ 1）对现有的工艺设计方案进行检查及论证； （ 3）通过读书及上网查询了解先进制造技术； （ 4）学习相关 软件，使用其辅助毕业设计。 （ 5）整理设计说明书。 3、存在的 问题 （ 1）更好的优化 工艺 ； （ 2） 码的手动调整部分 4、指导教师对该生前期研究工作的评价 指导教师签名： 日 期： 毕 业 设 计 设 计 题 目 系 别 机械工程系 专 业 数控技术 班 级 姓 名 指 导 教 师 2008 年 1 月 毕 业 设 计 任 务 书 机械工程 系 数控 专业 051323班 学生 崔丽 一 目 ：铣削零件 二 数 ： 00件 三 时间 2008。 1- 2008。 3级 ： 051323 学生姓名 ：崔丽 指导老师 ：钟兴国 教研室主任 ： 沈阳理工大学应用技术学院 2008-1 毕业设计 (论文 )开题报告 题目 名称 ： 数控铣削加工工艺规程设计 学生姓名： 学 号： 系 /专业 ： / 班 级 ： 指导教师： 年 月 日 毕 业 设 计 （论文） 开 题 报 告 1本课题的背景及意义 随着社会的进步，制造业的发展越来越迅速，数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。数控机床发展很快，本设计以数控铣削加工 零件为例介绍数控铣床 的特点及 编程 过程。 2 本课题的基本内容及关键问题 1基本内容： （ 1） 学习和掌握数控机床加工的特点尤其是数控铣 床的特点 ,以及编程 码的生成 。 （ 2） 以实例介绍数控铣 床加工零件的特点及 程 。 2关键问题： 数控机床加工特点及数控编程 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 3 本课题调研情况综述 仔细了解课题 ，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ， 不仅能增强我们的绘图能力和 掌握编程 软件的能力。 在 设计 过程中熟悉加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进 给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数 。 4本课题的完成的任务量 设计说明书一份；任务书一份；开题报告一份。 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 指导教师意见： （对本课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： （亲笔签名） 年 月 日 毕 业 设 计 成 绩 评 定 机械工程系 系 数控技术 专业 051323 班 学生 崔丽 答辩日期 2008 年 3 月 日 答辩委员会评语： 毕业设计成绩： 答辩委员会评语： 200 年 月 日 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 1 摘要 在本设计说明书中 ,我通过对零件的图形分析 ,材料分析 ,选好了加工毛坯 ,另外还对加工的工序 从而手工 将加工零件的全部工艺过程、工艺参数、位移数据等以规定的代码、程序格式写出 ,编制出了适合所选铣床的程序。 关键词 : 零件的分析 毛坯 工艺 编程 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 2 目录 第一章 零件的分析 5 件的结构工艺性分析 5 件的形状分析 5 件的技术要求分析 5 6 6 件的材料分析 7 7 第二章 毛坯的设计 7 定零件的生产类型和生产纲领 8 坯的种类 8 坯种类的选择 8 8 第三章 零件工艺规程的设计 8 位基准的的选择 9 基准的选择 9 基准的选择 9 9 件表面加工方法的选择 10 定数控加工工艺路线 10 工阶段的划分 11 序的合理组合 12 工顺序的安排 13 艺的制定 13 序基准的选择 14 定工序尺寸的方法 14 定机械加工余量 15 定工序尺寸及公差 16 削用量与时间定额 17 床的选择 18 控机床的加工特点 19 艺装备的选择 21 削用量的确定 24 工 26 第四章 数控加工程序的编制 27 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 3 控加工的特点 27 控编程方法及特点 27 控编程的分类 27 程零点及坐标系的选择 27 刀点的选择 27 工路线的确定 28 控加工程序的内容 28 28 结束语 31 参考文献 32 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 4 前 言 毕业设计是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合 的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完成所有专业课程学习、结合毕业实习进行。大学生活即将结束 ,我们也将迎接的最后一次考验和竞争就是毕业设计。 这次毕业设计中，我的设计题目是：数控铣削加工工艺规程设计 ,零件为某小型电钻底坐。 由于设计的需要，我仔细研究了 零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导下问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。 通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工 作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。 在这里，向在 这次毕业设计中给予过我鼓励、指导及帮助的每位老师表示我虔诚和衷心的感谢！ 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 5 第一章 :零件的分析 零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的工作措施加以保证。所以良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性，会使零件加工困难，浪费工时和材料，有时甚 至无法加工。因此，零件加工部件的结构工艺性应符合数控加工的特点：即保证获得要求的加工精度；尽量统一零件外轮廓，内腔的几何类型和有关尺寸；选择较大的轮廓内圆弧半径。（轮廓内圆弧半径 零件槽底部圆角半径不宜过大。保证基准统一原则；分析零件的变形情况。 件的形状分析 数控铣床的加工零件，从外形上看有平面类零件，变斜角类零件，曲面类（立体类）零件，其加工精度都不高。表面粗糙度都没有要求，零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求。 大体加工过 程：加工前表面：首先在数控铣床上用 粗铣刀加工长 118 和宽 78 的矩形 ,倒圆角（四角上均为 8 直径的圆弧），长 108 宽 68 高 10 的凸台且圆角过渡的半径为10，再加工凸台两边上由直线、圆弧、圆角组成的对称凹槽（槽深为 9），然后加工凸台沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 6 上的心形凹槽（槽深为 9），再加工 24圆形凹槽（槽深为 11），最后钻凸台四角上的14 的四个孔（孔的深度为 30）；加工零件后表面：将工件翻过来夹紧铣削出后表面上的各槽。 零件的技术要求分析 零件图纸上标注的技术要求： 1. 尺寸公差值较小，编程时不取其平均值，取其基本 尺寸 B/不做设定 零件的加工表面的分析 从零件图可以看出本图零件的主要加工表面是： 1上表面：其水平面是设计基准。以曲面加工为主，大都由圆弧组成，形状复杂，尺 寸繁多。其中的平面轮廓加工是生产上最常见的一种加工方式，由直线和圆弧组成的平面轮廓加工直接可以利用数控机床的直线插补和圆弧插补功能，接下来就是对四角上孔的加工，加工精度为 孔径小于 12采用钻 粗铰 精铰方案。 椭圆形等凹槽加工：未注明精度 要求，但零件的集合中心是设计基准。 件的加工保证方法 (1) 保证工件的形状精度 (2) 保证工件的表面质量 通过以上分析，可以得出本零件结构较为简单，易于加工，各部分尺寸分布较为合理，具有一定的可行性。 零件的材料分析 机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。 零件材料的选用是非常重要的，选材不当制成的零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。对于本图中加工零件的选材应具有以下几点要 求： 要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。 止疲劳断裂。 应有特殊要求。 本零件的材料是 45号钢，它属于低淬透性合金调质钢，其力学性能是： 785s 685b 5 9% , 45% , 47 J。其化学成分是： 铬含量 锰含量 硫含量 ，其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在配以硫、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 7 热处理特点预先热处理经常采用正火处理，最终热处理采用渗碳、淬火 削时刀具易磨损，加工硬化现象严重，切削温度高，切削力大，切屑不易切断，容 易损伤加工表面，易产生积屑瘤，降低表面质量。因此在切削加工前需进行正火的预先热处理。材料长度的选择：长 120宽是 80高为 30的毛坯。 件的加工过程 首先对锻件毛坯进行正火的预先热处理，因为材料的硬度达不到技术要求硬度 以要经正火处理提高硬度。 在数控铣床上铣轮廓至图样要求。 进行淬火 +低温回火的最终热处理。淬火后中心孔会随工件产生氧化变形，且表面形成较厚的氧化层，所以要对中心孔进行研磨修正，以保证其硬度、耐磨性、支承能力等使用性能。前面以中心孔作基准车削外圆， 此处以外圆作基准研修中心孔，符合互为基准原则。 由于渗碳表面为工作表面，尺寸精度和表面粗糙度要求较高，所以还要对渗碳区进行磨削加工。外圆的磨削余量一般为 查表法确定为 注：未注圆角 未注倒角 作用：为防止加工过程中引起应力集中使连接处产生微裂痕。 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 8 第二章：毛坯的设计 确定零件的生产类型和生产纲领 生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。 它可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数来具体划分。 生产纲领是指在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，其计算式为： N=+ )(1+ ) N 零件的年产量 (件 /年 ) Q 产品的年产量 (台 /年 ) n 每台产品中，该零件的数量 (件 /台 ) 备品的百分率 废品的百分率 其中 Q 500 n 1 5% 2% 所以 N=500(1+5%)(1+2%)= 536(件 /年 ) 由上所述，查机械制造工艺学中表 1 确定零件毛坯的制造形式 毛坯是根据零件所要求的形状 ,工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生产对象。 在确定零件机械加工之前，还要确定毛坯。毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生产对象。正确选择毛坯的制造形式具有重大的技术经济意义，选择不同类型的毛坯不仅影响毛坯的制造工艺设备，对零件的机械性能及工时定额计算也有影响。在选择毛坯种类时应考虑的因素如下： (1) 零件材料及其力学性能； (2) 零件的形状和尺寸； (3) 生产类型； (4) 具体生产条件； (5) 充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。 毛坯的种类 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷压件等。 适用于形状复杂的毛坯。 适用与零件强度较高 ,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。 轧型材的尺寸较大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧型材尺寸较小、精度较高，多用于 毛坯精度要求较高的中小零件，适用于自动机床加工。 对于大件来说 ,焊接件简单方便 ,特别是单件小批生产可大大缩短生产周期 ,但焊接后变形大 ,需经时效处理。 用于形状复杂的板料零件 ,大多用于中小零件的大批量生产。 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 9 从零件图中可以看出零件形状并不复杂，生产类型为中批生产，考虑到工厂的设备和技术水平等各方面还不能制成模锻件，而自由锻件是在各种锻锤和压力机上由手工操作而锻出的毛坯，这种锻件尺寸精度低，加工余量大，生产率低，工艺灵活，所用工具、设备简单，通用性大不需专用模具，成本低。所以本零件的毛 坯采用自由锻件毛坯。 毛坯种类的选择 选择毛坯种类需考虑的因素有以下几点： 毛坯的形状和尺寸的选择 确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：由于零件各加工表面间直径尺寸相差较大，所以确定毛坯形状要采用台阶状。再次选取毛坯加工余量和毛坯公差，然后将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，确定毛坯尺寸及其公差，最后标注毛坯尺寸及其公差。毛坯形 状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少。其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。 根据本图零件的生产纲领，年生产数量，经济价值及复杂程度，另外本 图 零件为曲面类零件，考虑其复杂程度，所以本 图 零件毛坯均为块料。因为块料的经济性好，加工余量小，而且成本较低。根据本 图 零件的结构特征和尺寸要求及考虑到经济性，所以毛坯块料的尺寸为长 120为 80为 30 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 10 第三章：零件工艺规程 的设计 工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。它一般应包括下列内容：零件的加工基准、加工工艺路线、各工序的具体加工内容及所用的设备和工艺装备等。它是指导工人操作和用于生产、工艺管理工件的主要技术文件，是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据，是新建、扩建车间或工厂的原始材料，是交流和推广先进经验的重要手段。它也是生产中的工艺纪律，必须严格执行。制订零件工艺规程的基本要求是，在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本，并在充分利用企业现有的生产条件的基础上，尽可能采用 国内外先进工艺技术和经验，还应保证操作者具有良好的劳动条件。 定位基准的选择 在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。 选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 精基准的选择 就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起定位误差。 位 置精度要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。 3 自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。 4 互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀采取此原则。 紧可靠、操作方便的原则。 粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工表面的余量，同时，要为后续工序提供精基准。 面之间的位置要求，应选非加工面作为粗基准。 同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 由于本工件毛坯为块料，所以采用长宽合适，高比零件高高出 1块料的上表面为粗基准，粗车削零件的上表面，以毛坯的上表面和零件的几何中心为精基准，分别对零件上表面的凸台，凹槽，和四角上的孔进行加工，保证除椭圆型凸台的各个部位的尺寸精度及位置精度，然后钻孔 ,之后 翻过零件加工后表面，主要是对凹槽的铣削加工。 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 11 由以上分析可知本零件采用两种基准原则，一是基准重合原则，它是以零件的几何中心为定位基准也是设计基准，对零件的外圆、内孔、以及凹凸台等表面进行铣削加工； 另一种是基准统一原则，它是两个加工表面都以一个基准作基准面加工定位的。 序集中与分散的选择 1. 工序集中的特点 (1) 采用高效专用设备及工艺装备，生产效率高； (2) 工件装夹次数少，易于保证表面间位置精度，缩短生产周期； (3) 工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积； (4) 投资 大，调整和维修复杂，不易于产品更换。 工序分散的特点则与之相反。 2. 工序集中与分散的选用 在制定工艺路线、确定工序数目时，必须根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等实际生产条件进行全面的综合分析。 本零件属中批生产，采用专业数控机床加工，在生产任务时，可多台、多个人同时 加工以减少机床数目、工人数目和生产面积，因此我采用工序适当集中原则。 零件表面加工方法的选择 零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素，而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法 时，一般总是首先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如下： 表面相互位置精度的要求。 通过以上原则，本零件各主要表面加工方法为： 台，槽：铣削加工 14 孔：铣削加工 3. 各圆角：铣削加工 定数控加工工艺路线 零件工艺路线的拟定是制定工艺过程、总体布局非常关键的一步。制定工艺路线的出发点是使零件上各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度和各项技术要求均能得到保证，并提高生产效率 , 降低生产成本，从而获得好的经济性。其主要内容为选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序以及选择设备和工艺装备等。 1. 选择表面加工方法 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 12 选择零件表面加工方法应同时满足质量、生产率和经济性方面的要求，一般应遵循下列原则： (1) 加工经济精度和表面粗糙 度； (2) 工件材料的性质及热处理； (3) 工件的形状和尺寸； (4) 生产类型； (5) 现有设备； (6) 充分考虑新工艺、新技术； (7) 特殊要求。 加工阶段的划分 工件的加工质量要求较高时，应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较低的加工过程。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间进行的切削加工过程。精加工是从工件上切除较少余量，所能达到的精度和表面质量都比较高的加工过程。划分加工阶段的作用是： 可较及时地发现毛坯的缺陷 ,避免不必要的损失。 使精密机床能较长期地保持其精度。 由于本零件切除大量的余量后会引起残余应力而变形，因此在安排工序时，应将粗、精加工分开，先完成各表面的粗加工，再完成各表面的半精加工与精加工，主要表面的精加工放在最后进行。 工序的合理组合 确 定加工方法后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件，确定工艺过程的工序数目。确定工序数目有两种基本原则可供选择： 所谓工序集中 ,就是零件的加工集中在少数工序内完成 ,而每一工序的加工内容却较多。其特点 : 1)生产率高。 2)易于保证表面间位置精度 ,还能减少工序间运输量 ,缩短生产周期。 3)可减少机床数量 ,操作工人数和生产面积 ,还可简化生产计划和生产组织工作。 4)便 投资大 ,调数和维修复杂 ,生产准备工沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 13 作量大 ,转换新产品比较费时。 所谓工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行 ,每道工序的加工内容很少 ,最少时即每道工序仅一个简单工步。其特点 : 1)调整和维修方便 ,工人容易掌握 ,生产准备工作量少 ,又易于平衡工序时间 ,易适应产品更换。 2)减少基本时间。 3)操作工人多 ,占用生产面积大。 从生产批量或设备等方面考虑，本零件属于中批生产，虽然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本组零 件部分加工在普通机床上无法加工，所以粗精加工必须在数控机床上一起完成，这样虽提高了生产率，但同时也提高了成本，也没有合理的使用机床，因此，本组零件采用工序集中原则。 加工顺序的安排 1机械加工工序的安排原则 1)寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯 ,应首先安排划线工序 ,为精基准加工提供找正基准。 2)基面后其它”的顺序 ,先加工精基准面。 3)应对精基准进行修正。 4)主后次，先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和 精加工。 5)应安排在主要表面加工之后加工。 6)精加工和光整加工可适当提前 ,一般情况主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。 调质的目的是为了提高工件的综合力学性能，减少工件的变形或为以后的表面热处理做好组织准备。因此，一般安排在粗加工后、精加工前进行，可以保证淬透性差的钢种表面调质层（回火索氏体）的组织不被切削掉。但是本组工件由于并不对硬度做过多要求 ,所以不必进行热处理 . 1)加工之前，送往外车间加工的前后，花费工时较多和重要工序的前后。 2)力探伤等特种检验，主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光检验如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。 3)层、发蓝、氧化等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。 通过前面对定位基准的选择，零件表面加工方法的选择及加工顺序的安排的分析说明，再结合本零件的结构特点及制定工艺路线的出发点：保证加工质量、提高生产率、沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 14 降低成本，从而获得最好的经济性。所以，此组工件制定 的工艺路线是： ，以及孔等 4. 设备与工艺装备的选择 (1) 机床设备的选择原则： 机床规格与工件的外形尺寸相适应； 机床精度与工件精度相适应； 与现有加工条件相适应； 根据上述原则，本零件加工时采用数控机床进行、 工艺的制定 工序基准的选择： 工序基准是在工艺图上以标定被加工表面 位置尺寸和位置精度的基准，所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的内容，在加工后应进行测量，测量所用的基准称为测量基准，通常工序基准与测量基准重合。 对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基准和测量基准。 在各表面的最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，虽然工序基准和测量基准就应选用这个重合的基准；当所选定位基准未与设计基准重合时，在这两种基准都能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下几点： 工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。 使工序基准与设计基准重合。 加工面之间的工序尺寸应选与设计尺寸一致。 本零件在加工时，要使它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。 确定工序尺寸的方法： 间接保证时，需通过尺寸链计算，来确定有关工序尺寸，公差及技术要求。 尺寸，加工时定位基准又需多次转换加工的工件，沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 15 由于工序尺寸相互联系的关系较复杂，就需要从整个工艺过程的角度用工艺尺寸链作综合计算，以求出各工序尺寸、公差及技术要求。 根据本零件的加工工艺路线和技术要求，其工序尺寸确定如下： 工序 1：粗铣工件外轮廓 工步一：平端面 此端面经过一次铣削。查表知，其端面加工余量为 2削余量为 0削后达到的表面粗糙度为 本工序采用粗铣 精铣的加工方式，经查表知，其切削余量为 该工序铣削后基本尺寸应为 108+=10978+=79入体原则标注，工序尺寸 109 9 工步二：精铣外轮廓 切削余量为 0 工步三：铣凸台 长为 86为 48工步四：铣削槽（对称两槽） 长 24为 5下偏差为 步五 :铣削槽（心形槽） 共步六：铣削槽（圆形槽） 工步七 :钻孔 凸台四角上的四个 14的圆孔 工序 2：加工件后表面 工步一：平端面 此工步同工序 1中工步一。 工步二：粗车外轮廓 此工步同工序一中工步二。 工步三：精车外轮廓 此工序 是达到最后的加工要求，尺寸精度要符合要求。未注公差的尺寸按 1804查表 工步四：铣削椭圆形凹槽 长半轴为 34，短半轴为 20，深度为 5 工步六：铣过渡凹槽 此槽是由直线还有圆弧组成的较复杂形状的槽而且其各处尺寸较小，因此加工时必须小心使用直径较小的铣刀进行精加工！余量为 0 定机械加工余量、工序尺寸及其公差 1. 确定机械加工余量 机械加工余量数值的确定需考虑其制造工艺方法、材料、生产类型等因素， 余量的大小对零件的加工质量和生产率有较大影响。本零件的形体为减少变形，采用多次切削。沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 16 本设计采用 查表法与经验估算法相结合的办法选取加工余量。 (1)加工余量的确定 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，因为余量不够不能保证零件的加工尺寸精度的要求，余量过大会造成材料与工时的浪费，所以必须合理安排加工余量。 (2)选择工序加工余量的主要原则 应采用最小的加工余量，以求缩短加工工时，降低费用； 加工余量应满足正本图纸上规定的表面粗糙度及精度要求； 考虑加工方法，设备以及在加工过程中零件可能产生的变形； 考虑被加工零件尺寸大小，尺寸越大加工余量越大。 (3)影响加工余量的因素 前工序的表面 质量 在前一工序加工后表面粗糙度的最大高度和表面缺陷层的深度，应在本工序加 工时切除。 前工序加工的尺寸公差 由于在前一个工序加工中，加工后的表面存在着尺寸和形状误差，这些误差的总和一般不超过前工序的尺寸的公差。所以当考虑加工一批工件时，为了纠正这些误差，本工序的加工余量应计入上道工序的尺寸的公差内。 前工序的位置关系误差 在前工序加工后的某些位置关系误差，并不包括在尺寸公差范围内在考虑确定余量时，应计入这部分误差，误差的数值与加工方法有关，可根据资料或近似计算的确定。 安装误差 本工序的安装的 误差包括定位误差和夹紧误差，由于这部分误差要影响被加工表面和切削工具的相对位置，因此也应计入加工余量。定位误差可以进行计算，夹紧误差可根据有关资料查阅。 由于以上原则和因素来确定加工余量，本设计采用查表法和经验法来选取加工余量，而毛坯余量的确定，根据机械加工去除余量，采用从后往前推的方法。被加工表面经加工后，不留有上道工序加工过的痕迹和缺陷。 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。其 余量的大小对工艺过程有一定影响，余量不足不能保证零件的加工质量，不但增加了机械加工的劳动量，而且增加了刀具，能源及材料的消 耗，从而增加了成本，降低了生产率，所以必需合理的安排加工余量。 确定加工余量的方法有查表法、经验仿计法和分析计算法。 本零件采用查表法，参照机械加工余量手册 56 页表 对本零件的加工余量所查结果如下： 表 工表面 加工方案 余量（ 平面端 粗铣 铣 0 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 17 长方形凸台 粗铣 铣 0 两对称凹槽 铣 0 心形凹槽 铣 钻 3 镗 0 圆形凹槽 铣 0 定工序尺寸及公差 选择工序尺寸的公差应根据下列原则： (1)公差不应超出经济的加工 精度范围； (2)选择公差时应考虑到加工余量的大小，因为公差的界限决定加工余量的最大 尺寸与最小尺寸； (3)选择公差时根据零件的最后精度； 由于根据以上原则：对于本零件在设计过程中的工序尺寸公差按 而且还应考虑基准重合和基准不重合时的情况： (1) 基准重合时 先确定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由零件上的设计尺寸开始，由最后一道工序开始向前推算，直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差则都按各工序的经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。 (2) 基准不重合时 削用量与时间定额 (一 ) 确定切削用量 确定切削用量就是确定它的三要素，即切削深度 给量 f 和切削速度 确地选择切削用量，对提高切削效率，保证合理的刀具耐用度，保证加工质量，降低成本 都具有重要的作用。 1、粗加工时切削用量的选择原则 粗加工时高生产效率是追求的基本目标，在机床和刀具满足要求的情况下，限制粗加工切削用量提高的主要约束条件是刀具使用寿命，由公式 T=CT/刀具使用寿命影响最大的是切削速度 次是进给量 f，影响最 小的 因此，为了保证合理的刀具使用寿命，在选择切削用量时，应首先选择最大的 其次要在机床动力和刚度允许的前提下，选用较大的 f,最后再计算出合理的 2、精加工时切削用量的选择原则 精加工时要保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的刀具使用寿命和生产效率。所以，精加工时在选择切削用量时，应采用较小的背吃刀量 进给量 f，以减小切削力及工艺系统弹性变形，减小已加工表面残留面积高度。 =沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 18 而定， ，在保证合理刀具使用寿命的前提下，确定合理的切削速度。 (二 )确定时间定额 时间定额不仅是衡量劳动生产率的指标，也是安排生产计划、计算生产成本的重要依据。为了正确地确定时间定额，通常把工序消耗的时间分为基本时间 助时间 置工作地时间 息与生理需要时间 e 。 1基本时间 本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对机械加工而言，就是直接切除工序余量所消耗的时间（包括刀具的切入的切出时间）。基本时间可由计算公式 求出。车削时的基本时间 b=削时的基本时间为 Tb=l/ 式中 基本时间（ 工作行程的计算长度，包括加工表面的长度、刀具切入和切出长度（ Z 工序余量（ n 工件的旋转速度（ r/ f 刀具的进给量（ mm/r） 切削速度（ m/s） 2. 辅助时间 助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括装卸工件、开停机床、引进或退出刀具、改变切削用量、试切和测量工件等所消耗的时间。辅助时间的确定方法随 生产类型而异。单件小批生产则常用基本时间的百分比进行估算。基本时间和辅助时间的总和称为作业时间 是直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。 3. 布置工作地时间 置工作地时间是为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。一般按作业时间的 2%以百分比率表示）计算。作业时间 a+ 4. 休息与生理需要时间 息与生理需要时间是工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。一般按作业时间的 2%以百分率表 示）计算。以上四部分时间的总和称为单件时间 P=a+r=s+ 1+ +） 5. 准备与终结时间 称准终时间） 准终时间是工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。单件和成批生产的单件计算时间 C=e/n=a+r+Te/n。 3 6 机床的选择 数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地对被加工零件进行加工的，特别适沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 19 合于加工小批量且形状复杂、要求精度高的零件。 数控加工是根据加工零件和工艺要求编制成为数码表 示程序输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和刀具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。数控机床是数控装置控制机床，零件加工时，先制定出加工工艺，按一定格式的信息代码编制出程序记录在信息载体上，将此信息通过载体装置送到数控装置中，进行数控处理和运 算，成为机床执行元件的指令脉冲，并通过传动装置控制机床运动部件的工作。 由于该零件形状比较简单、尺寸要求精度高、加工质量较稳定、生产效率高、但是生产条件有限，所以通过“工艺保证”和“工具保证”的加工方法即可完成。因此，加工该零件只需要选用数控车床、数控铣床 即可完成零件加工。 控机床的加工特点 1. 数控加工的特点： (1) 采用搂控机床加工零件可以提高加工精度，稳定产品的质量。 (2) 数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工； (3) 采用数控机床比普通机床可以提高生产效率 2，尤其对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍，甚至几十倍； (4) 可以实现一机多用； (5) 采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。 3. 数控编程的步骤 主要包括：分析零件图样、确定加工工艺 过程、数值计算、编写零件加工程序、制备控制介质、程序校验及首件试切。 4. 数控编程的方法： 数控编程可分为手工编程、自动编程和计算机高级语言编程三种方法。 手工编程是由分析图样，确定工艺过程，数值计算，编写零件加工程序单，程序的输入和检验都是 由人工完成的。特点：对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不是很多，采用手工编程较容易完成，而且经济，及时，因此在点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用，但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲面的零件，用手工编程就有一定的难度，出错的几 率增大，有的无法编程。 自动编程：用计算机编制数控加工程序的过程。特点：由计算机自动识图编程，编程准确，不易出错，安排走到路线合理，从而使加工准确。 5. 坐标系的设定 在编写零件的加工程序时，首先是设定坐标系。 (1) 机床坐标系的设定 数控机床通电后，必须首先使各轴均返回各自参考点，从而确定了机床坐标系后，才能进行其他操作，机床坐标系是机床固有的坐标系，运动正方向规定为刀具远离工件的方向。 沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 20 (2) 工件坐标系的设定 工件坐标系是编程时使用的坐标系，是人为设定的，设定的依据是符合图样要求，从理论上讲，工件 原点选在任何位置都是可以的，但实际上，为了编程方便以及各尺寸较为直观，应尽量把工件原点的位置选择合理些。 对铣床来说，工件原点一般选择在工件表面上的中心位置。 数控铣床，工件坐标系一般使用 6. 对刀点的设定 数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具相对零件运动的起始点。根据本零件的形状确定对刀点为端面上的中心点。 本零件的平面部分在数控铣床上加工。数控铣床的编程应注意以下几点： (1) 铣削平面零件轮廓，一般采用立铣刀切削，要遵守从切向切入 ，切向切出的原则，一般留 精加工余量。 (2) 尽量采用顺铣方式，加好刀补。 (3) 尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间，以提高生产效率。 (4)应使数值计算简单，程序段数量少，程序短。 零件的加工精度很大程度上取决于所用机床，因此必须合理的选择机床，对于单件小批量生产一般选择通用机床；对于中批量则广泛采用专用机床、数控机床和组合机床。 在选择机床时应注意以下几点： 1. 机床的加工尺寸范围与零件外形尺寸相适应。 2. 机床精度与工件精度相适应。 3. 与现有加工条件相适应。 4. 机床的生产率应与工件的生产类 型相适应。 本零件尺寸小、重量轻、属中批生产，其毛坯是块料，加工余量较大，为了合理的利用机床，故此零件在粗加工时选用普通机床，另外工件的某些部分在普通机床上很难加工出来，又因此次设计着重练习的是对数控机床的熟练程度，故精加工时选择数控机 床 ,根据现有的生产条件，选择的机床型号是： 型数控铣钻床 为经济型数控铣床 艺装备的选择 工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济性。应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备 。 (2) 工艺装备的选择 夹具的选择 在机床对零件进行机械加工时，为了保证工件的加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一任务就是由夹沈阳理 工大学应用技术学院毕业设计说明书 21 具完成的，一个良好的夹具必须满足下列基本要求： a. 选择合适的定位方式，定位基准和定位原件，必要时进行误差的分析计算； b. 确定合适的夹紧方式，考虑夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和方向。夹紧力应力求通过或靠近主要支撑点或在支撑点组成的三角形内，力求靠近切削部位或在工件刚性较好的地方； c. 夹具机 构要与零件的生产纲领相适应，力求高效的结构缩短辅助时间，提高生产率； d. 操作方便，省力和安全。 e. 便于排屑，排除切削热对工艺系统的不良影响； f. 结构工艺性好，有足够的刚度便于制造、检验、装配、调整、维修、提高夹具的可靠性及实用性。 本零件为中批生产，为保证工件的加工精度，提高生产率，在数控铣床上加工时夹具选用软虎钳，以避免夹紧力过大而产生夹痕，影响所加工工件的表面质量。本零件技术要求不太高，故采用通用夹具即可完成，因专用夹具的专用性能强、成本高、
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