耳环接头零件的数控加工编程程序设计-[机械毕业设计论文A2092]
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耳环
接头
零件
数控
加工
编程
程序设计
机械
毕业设计
论文
a2092
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。32页，11200字。
工艺过程卡片一张。
工艺卡片告一张。
检验卡片一张。
图纸共3张，如下所示
A2-夹具图.dwg
A2-装配图.dwg
A3-零件图.dwg
- 内容简介：
-
河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 1 耳环接头 1 10 下料 材 料 45 设 备 名 称 型 号 夹具名称 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 1 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 2 耳环接头 2 20 车外圆 材 料 45 设 备 名 称 数控车床 型 号 具名称 三爪卡盘，活顶针 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 游标卡尺 0 150 车刀 90车刀 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 2 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名 称 3 耳环接头 3 40 精车 轮廓 材 料 45 设 备 名 称 数控车床 型 号 具名称 三爪卡盘，活顶针 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 车刀 45 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 3 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 4 耳环接头 4 60 精车 26 外轮廓 材 料 45 设 备 名 称 数控车床 型 号 具名称 三爪卡盘，活顶针 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 游标卡尺 0 150 百分表 1 车刀 45 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 4 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 4 耳环接头 4 70 车退刀槽 材 料 45 设 备 名 称 数控车床 型 号 具名称 三爪卡盘，活顶针 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 切断刀 3 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 5 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 5 耳环接头 5 80 车螺纹 材 料 45 设 备 名 称 数控车床 型 号 具名称 三爪卡盘， 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 游标卡尺 0 150 螺纹刀 30 1 螺纹环规 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 6 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 6 耳环接头 6 100 精铣 20面 材 料 45 设 备 名 称 数控铣床 型 号 具名称 专用夹具 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 圆盘铣刀 50 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 7 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 7 耳环接头 7 110 材 料 45 设 备 名 称 数控铣床 型 号 具名称 专用夹具 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 钻头 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 8 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 8 耳环接头 8 120 钻孔 3 材 料 45 设 备 名 称 数控铣床 型 号 具名称 专用夹具 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 钻头 3 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 9 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 9 耳环接头 9 140 精铣 26 孔 材 料 45 设 备 名 称 数控铣床 型 号 具名称 专用夹具 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 游标卡尺 0 150 钻头 26 1 百分表 1 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 10 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 工序名称 10 耳环接头 10 160 精铣 4 料 45 设 备 名 称 数控铣床 型 号 具名称 专用夹具 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 塞规 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 11 张 第 11 张 长沙航空 职业技术学院 工 艺 过 程 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 001 耳环接头 001 材 料 45 钢 毛 坯 种 类 棒料 毛 坯 尺 寸 1108 每一毛坯可制零件数 1 工序序号 工序 名称 工 序 内 容 设 备 夹 辅 具 名 称 刀 具 名 称 规 格 量 具 名 称 及 规 格 10 下料 1108 20 车 车端面 ,车外圆 控车床 三爪卡盘，活顶针 90车刀 游标卡尺 0 150 0 车 粗车 轮廓 控车床 三爪卡盘 90车刀 游标卡尺 0 150 0 车 精车 轮廓 控车床 三爪卡盘 45车刀 游标卡尺 0 150 0 车 粗车 27 外轮廓 控车床 三爪卡盘 90车刀 游标卡尺 0 150 0 车 精车 27 到 26轮廓 控车床 三爪卡盘，活顶针 45车刀 游标卡尺 0 150 0 车 车退刀槽 控车床 三爪卡盘 切断刀 30 车 车螺纹 控车床 三爪卡盘，活顶针 30螺纹刀 螺纹环规 90 铣 粗铣 21面 控铣床 专用夹具 50 立铣刀 100 铣 精铣 21 20面 控铣床 专用夹具 50 立铣刀 110 钻 钻一面孔 控铣床 专用夹具 头 120 钻 钻孔 3 控铣床 专用夹具 3 钻头 130 钻 粗加工孔 24控铣床 专用夹具 24 钻头 百分表 140 钻 精加工孔 24 26控铣床 专用夹具 26 钻头 百分表 150 铣 粗铣 4 控铣床 专用夹具 5 立铣刀 规 160 铣 精铣 4 4 控铣床 专用夹具 8 立铣刀 规 170 钳 去毛刺 180 钳 检验各项尺寸 190 入库 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 1 张 第 1 张 河南工业职业技 术学院 工 艺 规 程 零（部）件名称 耳环接头 专 业 数控技术 班 级 06143 班 姓 名 郭凯 指 导 教 师 杨瑞兰 2009 年 05 月 10 日 河南工业职业技术学院 检 验 卡 片 产 品 型 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 160 001 耳环接头 001 工序名称 精铣 4 号 检验内容及技术要求 1 42 误差 45 度差 2 分 3 差 备及工艺装置 序号 名称 型号 1 游标卡尺 0 150 万能量角仪 3 弧塞尺 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 3 张 第 3 张 河南工业职业技术学院 检 验 卡 片 产 品 型 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 80 001 耳环接头 001 工序名称 车螺纹 序号 检验内容及技术要求 1 26备及工艺装置 序号 名称 型号 1 螺纹环规 2 弧塞尺 3 游标卡尺 0 150 制 郭凯 校 核 审 查 共 3 张 第 2 张 河南工业职业技术学院 检 验 卡 片 产 品 型 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 110， 120 001 耳环接头 001 工序名称 钻孔 3、 号 检验内容及技术要求 1 3 2 备及工艺装置 序号 名称 型号 1 塞尺 2 塞尺 编 制 郭凯 校 核 审 查 共 3 张 第 1 张 河南工业职业技术学院毕业论文 题目： 耳环接头的数控加工 班 级： 姓 名： 专 业： 数控技术 指导教师： 答辩日期： 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 0 目 录 前 言 1 摘要关键词 2 第一章 耳环接头的作用 3 第二章 零件重要表面的加工方案的确定 4 4 4 5 6 13 第三章 毛坯的确定 19 棒料的尺寸公差 19 械加工余量 19 第四章 夹具的设计 21 位件 21 夹具体的要求 22 具草图 23 具精度较核 23 致谢 26 结论 27 参考文献 28 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 1 前 言 近年来，数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组 合机床为主的大量的生产方式现在都向数控设备为主的生产方式转变，社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，特别是对掌握数控加工技术的人才需求量最大。 为了提高数控技术的本领，对所学的知识加以巩固，本论文突出了数控加工的特点，零件加工的工艺性的特点，培养我们全面的数控加工能力，能制定出合理的数控加工工艺规程，能够制定加工工艺，手动编制程序，自己利用设备执行加工工艺的过程，加工出合格的零件。并掌握加工中夹具的合理选用，了解刀具的材料、特点、以及如何选用刀具等一系列问题。 本设计主要介绍耳环接头的生产制造过程，主要 涉及到机械加工工艺装备（机床、刀具、夹具）的选择；机械加工和工艺规程的设计制订；机械加工精度与表面质量的分析与控制等。 本设计的特点是涉及面广，综合性强，灵活性大，实践性强。它与有关机械的许多基础知识和基本理论都有联系。本设计制定出了合理的数控加工工艺规程、手工编制加工程序，选择夹具机构、定位基准、以及所需的工艺卡片、图纸和设计说明书。 本设计主要包括内容有：封面、中文摘要和关键词、目录、绪论、正文、结论、致谢参考文献、毕业设计任务书、论文评阅表、答辩小组成员。 希望通过这次毕业设计，对自己今后将要从事的工 作、进行一次适应性训练，锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个坚实的基础。 由于本人水平有限、经验不足，设计中难免出现错误和不妥之处，恳请老师批评指正。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 2 摘 要 在设计耳环接头零件时需要先利用直线命令、圆弧命令和椭圆命令在件中绘制耳环接头大体轮廓、根据这大体轮廓来设计零件的加工路线，加工方法以及在这当中设计其工艺，查阅机械加工手册，设置其切削用量。在完成上述工作之后了解车、铣削工艺规程，选择合适加工装备，在设计夹具。数控车、铣削加工能够保证高质量的表面 加工度，比起普通车、铣削能够完成更复杂的零件加工。 关键词： 零件工艺分析；零件图绘制；加工方案的确定；夹具设计 . 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 3 第一章 耳环接头的作用 数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格的零件外，还应该充分地发挥、利用数控机床的各种功能，使数控机床能高效、安全、可靠的工作。 本次课题设计的零件几何形状复杂，是一个球面、平面、孔等的结合体，故在选择编写数控加工程序时应首先选择自动编程，结合实际情况，即：所 学的知识结构。在本次设计中采用 动编写数控加工程序和手动编写数控加工程序的方法编写数控加工程序。 耳环接头，它是轴和孔配合中的衬套零件，能够改善轴、孔之间的摩擦状态、延长轴和孔的使用寿命，使轴和孔之间可以减小摩擦系数。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 4 第二章 零件重要表面的加工方案的确定 工方案的确定 耳环接头的零件图 在轴类零件的加工过程中，一般选取较高的外圆表面为重要的加工表面。而根据耳环接头的图纸，外圆表面粗糙度为 ，外圆直径为 这段轴精度最高。因而视为耳环接头这零件的重要加工表面。 尺寸精度指加工零件的实际尺寸与理想尺寸相符合的程度。形状精度指加工零件表面的实际几何形状与理想的几何形状相符合的程度。位置精度是加工后零件有关表面之间的实际位置与理想位置相符合的程度。三者是相互联系的。 加工该表面的一般加工顺序为： （ 1）、因该表面的精度较高，为了确保此精度的要求，要从机床的主轴的转速，进给速度， 切削速度等因素考虑。 （ 2）、通过计算确定长度尺寸，保证位置精度，形状精度，尺寸精度。从而达到要求。 艺设计 在机械制造企业中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件。为了使 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 5 上述制造过程满足“优质，高产，低成本”的要求，首先要制定零件的机械加工工艺规程。然后按照所定的规程来进行机械加工。 由于零件的工艺规程是多种多样的，工艺人员的任务是要从现有的生产条件出发，制定出一个切合实际的最优工艺过程，并将其有的内容用文件形式规定下来。规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。 工艺规 程主要有工艺过程卡片和工序卡片两种形式 。 位基准的选择 定位基准对保证加工面的位置精度，确定零件加工的顺序具有决定性的影响，同时也影响到工序数量，夹具结构问题，因此，必须根据基准选择原则，认真分析。 定位基准在加工中用作定位的基准，定位基准有分为精基准和粗基准。作为定位基准的表面如是未经切削加工的表面称为粗基准。如是已经切削过的加工的表面称为精基准。 定位基准的选择直接影响零件加工精度的能否保证，所以它是制定工艺规程中的一个重要的问题。各工序的定位基准的选择，应先根据工件定位要求来确定所需定位基准的 个数，再按基准选择原则来选定每个定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺规程顺利地进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先来加工 。 基准的选择 选择精基准是，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使装夹方便可靠。一般应按下列五个原则来选择： （ 1）、基准重合原则 （ 2）、基准统一原则 （ 3）、自为基准原则 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 6 （ 4）、互为基准原则 （ 5）、可靠，方便原则 耳环接头是轴类零件，它的基准选为轴线，精度较高的 外圆表面的轴线。它是设计基准也是形状位置基准，能使加工是守“基准重合”的原则。其余的各个表面的加工和孔的加工也是用它来定位。这样使工艺路线守了“基准统一”的原则。面积较大，定位比较平稳，装夹等方案也是比较简单，可靠，方便操作。 基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何合理分配加工表面的余量；二是要考虑这样保证不加工表面与加工表面的尺寸及相互位置要求。这两个是常常不能兼顾的，因此，选择粗基准是应首先明确哪个要求是主要的。一 般应按下列原则来选择： （ 1）、若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。 （ 2）、若工件每个表面都要求要加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选该表面为粗基准。 （ 3）、若工件必须保证某不加工表面和加工表面之间的尺寸或位置要求，责应选该表面为粗基准。 （ 4）、选作粗基准的表面应尽可能平整，没有飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次，若两次装夹使用同一粗基准，则此两次装夹所加工的表面之间会产生较大的误差。只有当重复使用某一粗基准所产生的定位误差在允许的范围内时，该粗基准 才可以重复使用。 艺路线的制定 在机械加工过程中制定工艺路线是制定工艺规程的总体布局。他是零件加工的重要依据。其主要内容包括选择各表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定工序集中与分散程度等。 工艺路线的优略将直接影响到零件的 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 7 加工精度。 件对刀 为了保证零件的加工精度要求，对刀点应尽可能选在零件的设计基准或工艺基准上。 对刀方法 统： （ 1）、方式选择开关置“回零”位置。 （ 2）、手动按“ +X”键， X 轴回零。 (观看屏幕，在快到 0 的时候可松开） （ 3）、手动 按“ +Z”键， Z 轴回零。此时，屏幕上显示各轴坐标均为 0。 （ 4）、 Z 轴对刀。 （ 5）、手动摇转使刀具靠近旋转工件，轻靠，在匀速平掉端面，记录数据，调 Z 轴坐标为 0。 （ 6）、 X 轴对刀。 手动摇转使刀具轻靠工件外圆表面， Z 轴退出， 式打到 10 档， X 进1工件外圆表面上匀速切削出回转工件，但不能影响工件尺寸，停后用游标卡尺量取尺寸，计算后输入机床中 。 择加工方法 零件上的加工表面往往需要通过粗加工，半精加工和精加工等才能完成，达到质量的要求，加工方法的选择是指为了达到加工表面的粗糙度和精度 的要求而选用的由粗到精的加工方法。应该根据每一个表面的技术要求，先选择能保证该要求的最终加工方法，后选择其前方导加工方法。要使表面达到同等质量的加工方法是多种多样的。在选择的过程，加工方法是否能达到加工经济精度和表面粗糙度；零件的材料的性质；零件的结构形状和尺寸；生产类型等考虑。在本零件的加工过程中才用粗车外轮廓、车 圆、螺纹、铣平面、钻孔的加工方法。 工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，划分加工阶段才能保证它的质量问题，合 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 8 理的使用机床，粗加工阶段可发现毛坯缺陷可以修补，热处理的需要， 可以使精加工表面减少损伤。一般加工阶段划分为粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。 工顺序的安排 一、 机械加工工序的顺序安排 机械加工工序一般是先基面后其他，先粗后精，先主后次，先面后孔。遵守这一原则对加工的零件精度等质量有一定的保障 。 二、热处理工序的安排 热处理的工序在工艺路线中的位置安排主要取决于它的目的。热处理可以改善切削加工性能和消除毛坯的内应力，保证质层的厚度。在耳环接头的加工中，根据零件的材料选择热扎处理。 热处理分为预热处理和最终热处理。 做为耳环接头的零件加工，在生产中许多加 工方案，但是，为了达到各表面的工要求和经济精度，经过加工比较，在这里只选择一种加工方案。 确定各表面的加工的方法如下：粗精车 26 外圆表面，车螺纹 3 的孔，粗车 球面和 外圆表面，粗精铣耳子 20 面 钻 26 ， 钻 孔 粗铣 形 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 9 程序 % 0010 17 70 91 0030 06 0 5000 0050 00 0070 0080 00 0090 0100 0110 0120 0130 0140 0150 0160 0170 0180 0190 0200 0210 0220 0230 0240 0250 0260 0270 0280 0290 0300 0310 0320 0330 0340 0350 0360 0370 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 10 2 0390 0400 0410 0420 0430 0440 0450 0460 0470 程序 % 0010 17 70 91 0030 06 0 300 0050 00 82 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 11 80 0 0090 0100 0110 车螺纹程序 % 10 100 800; 01 0 71 71 100 0 01 01 01 01 01 70 100 01 01 00; 06; 0202; 03 01 5 01 01 01 01 06 ; 0303; 03 01 5 76 0 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 12 01 01 02 ; N 350 30; % 初步制定加工工艺路线表见 2、 1。 表 2、 1 初步制定加工工艺路线表 为了遵循加工工序的安排原则，上述的某些工序问题还值得进一步讨论。如粗车时，零件和夹具的尺寸较大，在机床加工时它们的惯性力较大，平稳较困难。 工序 20 应在工序 40 的后面，这样才符合先面后孔，也可以减少零件在机床上的安装次数。 工序号 工序内容 铸造 时效 10 粗车 面，精车 面，粗车 26 外圆表面，精车粗车 26 外圆表面，车螺纹 20 钻 3 的孔 ,钻 26。 30 粗车球面 端面，精车球面 端面，粗车 球面和 外圆表面。 40 粗铣耳子 20面，精铣耳子 20面 . 50 钻孔 0 粗铣 形 70 检验 80 入库 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 13 工序 30 应该在工序 10 的前面，如是先加工工序 10，到最后加工工序30 的话，装夹零件时有可以把精度高的 26圆表面损 伤，同时也会磨损螺纹 面。 工序 50 应在工序 20 的前面，如是在后面会影响工序 20 的孔的精度。 修改后的工艺路线见表 2、 2。 表 2、 2 修改后的工艺路线 工序号 工序内容 铸造 时效 10 粗车球面 端面，精车球面 端面，粗车 球面和 外圆表面 20 粗车 面，精车 面，粗车 26 外圆表面，精车粗车 26 外圆表面，车螺纹 30 粗铣耳子 20面，精铣耳子 20面。钻 26。 40 钻孔 0 钻 3 的孔，钻 26。 60 粗铣 形 70 检验 80 入库 择加工设备和工艺装备 由于生产类型是中批量生产，所以加工时加工的设备宜以通用机床（ 通用机床工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。） 为主，专用机床（ 专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床 ） 为辅。生产方式以通用机床加夹具为主，辅以少量的 专用机床的流水生 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 14 产线。零件在加工过程中，在各机床上的装卸及机床间的传送都是由人工来完成。 控机床的类型选择 一、 数控车床的选择 数控车床的种类有很多，按其的结构和用途的不同，主要可以分为卧式车床；立式车床；转塔车床；单轴自动车床；多轴自动和半自动车床；专门化车床等。在这所有的车床中采用最为广泛的车床为卧式车床。在加工耳环接头零件的过程中采用的便是卧式车床 (身最大工件回转直径 360大工件长度 650 二、 数控铣床的选择 数控铣床的类型有很多种，主要类 型有卧式升降台铣床；立式升降台铣床；龙门铣床；工具铣床；圆台铣床；花键铣床；螺纹铣床；凸轮铣床；钻头铣床；仪表铣床及各种专门化铣床等。在这耳环接头零件的加工过程中，其采用的是立式升降台铣床（ 控铣床 ,工作台面宽度400 工刀具的选择 （一）、刀具材料的选择 刀具的材料是指刀具切削部分的材料。刀具材料性能的优劣对切削加工过程中及精度，质量，生产率有着直接的影响。 用在数控机床加工零件的刀具要有较高的硬度，高硬度是刀具材料应具备的最基本性能，一般认为，刀具材料应比零件材料的硬度高 ，常温硬度高于 切削的过程中，刀具要承受很大的压力，冲击和振动，要经受剧烈摩擦，所以刀具必须具备足够的抗弯强度和冲击韧性，具备良好的耐磨性。耐热性也是衡量刀具材料切削性能优劣的主要指标，它可以在高温下能保持或基本保持其硬度，强度和韧度。 刀具材料的类型有高速钢，硬质合金，陶瓷，金刚石和立方氮化硼。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 15 高速钢全称高速合金工具钢，也称白钢，锋钢。高速钢是在高碳钢中加入较多 合金元素 W， V， 与 C 生成碳化物制成的。加入合金元素后，细化了晶粒，提高了一般高速钢的淬火硬度可达 7，红硬性可达 550660。允许的切削速度 比合金工具钢提高 12 倍，高速钢因此而得名。高速钢具有较高的强度，在所有的刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧性最高。 硬质合金刀具的加工效率很高，切削速度可达 100m/上，能够切削淬火钢等硬材料。硬质合金的硬度高达 5，耐磨性，耐热性很好，耐热性可达 8001000。其缺点是抗弯强度低，脆性大，怕振动，怕冲击，制造工艺性 差。 陶瓷有很高的硬度和耐磨性，耐热性高达 1200以上，切削速度可比硬质合金提高 25 倍。化学稳定性好，与金属亲和里小，抗粘结和抗扩散磨损的能力强。陶瓷的缺点是抗弯能力很低，冲击性很差。目前主要用于各种金属材料的精加工和半精加工。 金刚石是目前最硬的物质，但是它不适应加工钢铁材料。 而加工的耳环接头零件的硬度为 2，为了满足刀具材料要比零件材料硬度高 这一原则，在此加工其零件时，故车刀选用了硬质合金刀具的材料。，而铣刀选用的是高速钢为刀具的材料。 （二）、数控车刀的选择 根据不同 的车削加工内容，常用的车刀有外圆车刀，端面车刀，切断刀和螺纹刀等。 外圆车刀是用来车削零件的外圆表面，台阶，端面和倒角，外圆车刀，有 90外圆车刀和 45外圆车刀两种。 切断到是用来切断零件或在零件上切槽的。 螺纹刀是用来车削螺纹的。 在车削零件过程中，看加工的工步是什么，再来选用什么切削刀具是最合适的。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 16 就本零件来说，粗车外轮廓时用 90外圆车刀，精加工用 45外圆车刀。车螺纹时用 30螺纹车刀。 3断刀。所选用的刀具材料用高速钢。 （三）、数控铣刀的选择 数控铣刀是多齿刀具，由于同时切削的齿数多，参 加切削的切削刃总长度较长，并能采用较高的切削速度，故生产效率高。 铣刀的每一个刀齿相当于一把车刀，它的切削基本规律与车刀相似，但铣削是继续切削，切削厚度和面积随时在变化的，所以铣刀刀具自身有着特殊的规律。铣刀在铣削过程中，其切削厚度和宽度随时间而变化，因而切削力波动，引起切削过程不平稳。铣削属于继续切削，刀刃受冲击，刀具耐用较低，甚至崩刃。切削时，刀具不断在零件表面滑动，使铣刀和零件有着很大的挤压力和摩擦，使铣刀刀齿后面磨损加剧，零件加工硬化现象严重，表面粗糙。铣刀的排屑和车刀不一样，属于半封闭式。 就本零 件的铣削过程来讲所采用的刀具用 24、 26、 3、 50 的规格铣刀。材料选用的刀具材料用高速钢。 床夹具的选择 夹具是一种装夹零件的工艺装备，它广泛应用于机械制造过程的切削加工，热处理，装配，焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称机床夹具。机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本。 在对零件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使零件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因切削力或其他外力作用而变化。为 此在进行机械加工前，先要装备好夹具。 零件的装夹有两种；一种是零件直接装夹在机床的工作台或花盘上；一种是零件装夹在夹具上。采用第一种装夹零件时，一般要对零件进行表面的划线，划出表面加工的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种装夹无需专用装备，但是效率低，一般用于单件或小批量生产。批量较 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 17 大时选择采用夹具装在零件上。 夹具装在零件上的优点是能保证加工精度，提高劳动生产率，能扩大机床的使用范围，能降低成本，改善工人的劳动条件。 在目前常用的夹具有通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具和自动线夹具。 在 数控车床车削时，选用的是通用夹具，选用三爪卡盘。三爪卡盘是车床的附件之一，它应用极为广泛，可达到既自动定心又夹紧的目的。其特点是夹紧力大，使用方便。采用这夹具可以缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低劳动成本。 而在数控铣床铣削零件耳环接头平面 20，采用了专用夹具 V 形块和一块厚度为 11长方体垫板。在较大批量生产中可以获得较高的 加工精度和生产率。 具的选择 量具主要是用来测量零件尺寸的偏差，看零件尺寸是否达到尺寸的要求。在零件加工中，用量具测量尺寸可以减少尺寸的误差范围。 由于 在零件耳环接头加工得到的最终尺寸偏差不是很高。可以选择采用游标卡尺（规格 0 150。 工装备在工序的作用 工序 10。考虑到零件的定位夹紧问题，根据以上的阐述，采用卧式数控车床。车刀选用 90外圆车刀，通用夹具三爪卡盘和游标卡尺。 工序 20。由于定位基准的转动，在车削加工该工序时，还要矫正定位基准，尽量减小误差。采用卧式数控车床，车刀选用 90外圆车刀和螺纹刀。 工序 30。考虑到零件从数控车床传送到数控铣床进行加工，定位基准又转动。宜采用卧式数控铣床，铣刀选用直径 D 为 50圆盘铣刀， 夹具选用专用夹具 V 形块，垫片，量具游标卡尺。 工序 40。零件上要加工的孔比较小，不适合用铣刀加工，选用 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 18 钻头在立式数控铣床加工孔，采用通用夹具虎钳夹紧平面 20立式数控铣床铣削，量具游标卡尺。 工序 50。零件上要加工的孔有两个，有个比较小，不适合用铣刀加工，选用 3 钻头；有个的精度比较高，用 20铣刀在立式数控铣床加工孔，夹具选用虎钳和垫片，量具游标卡尺。 工序 60。由于零件又再次装夹，采用通用夹具虎钳夹紧平面 208 的铣刀铣削 形，量具游标卡尺。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 19 第三章 毛坯的确定 选 择毛坯或拟订毛坯图是制订工艺规程的最初阶段工作之一。毛坯可以采用下列几种：轧制毛坯（截面为圆形、六角形或开放型的棒料、带料为板料等）；成件毛坯（铸件、锻件、模锻件及冷冲件等）。毛坯种类的选择决定 于零件的材料、形状、生产性质以及在生产中获得的可能性。 根据图纸的零件材料 45 钢确定了毛坯为轧制毛坯的棒料。以知其生产类型为中批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 料的尺寸公差 尺寸公差分 为 20 等级，由于是中批量生产。由工艺人工手册查得，棒料尺寸公差等级 。 械加工余量 机械加工中毛坯尺寸和完工零件尺寸之差为毛坯加工余量。毛坯加工余量的大小取决于加工过程中的各个工步切除金属层的总和及毛坯尺寸和规定的称为尺寸偏差数值。由毛坯变为零件的加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度称为加工余量。毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差称为加工总余量。 平面的加工余量是单边余量，它等于实际切除的金属层厚度。 回转表面的加工余量是指直径上的，是双边余量，其实际切除的金属层厚度是加 工余量之半。 由于毛坯制造和各个工步尺寸都有误差，各工序实际切除的余量数值是变动的，所以加工余量又分为共称余量，最大余量和最小余量。 影响加工余量的因素比较复杂，可以从讨论在一次切削中应切除的余量来进行分析。 （ 1）、前工序的表面粗糙度及表面破坏层深度的影响。 （ 2）、前工序的尺寸公差影响。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 20 （ 3）、前工序各表面相互位置的空间偏差影响。 （ 4）、本工序的装夹误差影响。 确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。具体有以下三种方法： （ 1）、分析法 （ 2）、经验估算法 （ 3）、查表法 对于中批量生产的铸件，棒料的加工余量一般由工艺人工手册查得，选取 G 级。各表面的总余量见表 3、 1。 表 3、 1 各表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工等级 加工余数值 说明 毛坯长度 5长加工余量 毛坯直径 48 3边加工余量 棒料 主要公差可以从工艺人工手册查得。见表 3、 2。 表 3、 2 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 长 直径 4248件毛坯综合图 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 21 第四章 夹具的设计 根据工件的形状、尺寸、加工要求及重量选择夹具类型为直线进给式。因为在加工时其铣床工作台是以直线进给方式运动的。因为所设计的夹具只适宜装夹单件生产，所以就需要从提高生产率的角度来观察所设计的夹具是否能够达到要求，首先考虑到设计一次能够装夹多个工件以提高生产率，但是虽然多件装夹或多工位的铣削加工可以充分机床工作台的行程，也就是减少了铣刀的引近和越程的空程时间，但是如果是从提高生产率的角度来看的话，仍然不是很显著。因此在耳环接头零件中就设计了立式铣的铣床夹具如下图 4、 1。 其工作原理是在工作台上，对称铣刀的中间起始位置，同时安装着两个夹具 1 和 2。夹具的结构形式是单件的，当工作台向左移动时，铣刀便加工装在夹具 1 中的工件。与此同时，操作者便装卸夹具 2 中的工件，并清除此夹具上的切屑。待在夹具 1 中工件加工完毕后，工作台立即以工作进给向右移向夹具 2，并加工夹具 2 中的工件。 位件 定位元件 是 与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床 形 加工运动间的相对正确位置 。 设 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 22 计夹具以接头零件两圆柱面作为定位 基准。按工件的定位原理，两个 V 型块限制工件的四个自由度，小面积的端面限制工件的一个自由度，定位板限制工件的一个自由度，故此处定位情况符合“六点定位法则”。如图 位简图如下： 夹具体的要求 （ 1）、有适当的精度和尺寸稳定性 （ 2）、有足够的强度和刚度 （ 3）、结构工艺性好 （ 4）、排屑方便 （ 5）、在机床上安装方便可靠 针对所加工的两平面，在铣床上有一个相应的高精度的标准件 V 型块，为使铣床夹具放在机床上稳定可靠，防止因切屑夹入底面中部而影响工 作精度，两底面的中部都做成空槽。 为了保证铣床夹具的精度要求，主体上的结合面，在制造时应保证极高的精度（在分图上应提出要求，制造时此面也是一个工艺基准面）。 为了便于夹具总图主要尺寸和技术条件的检验，并且为了使用时清除定位面上切屑和脏物的方便，在本体的两侧均为空处窗口。此窗口的另一作用还可减轻钻具的重量，以便于操作和翻转以及装御。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 23 在夹具的总图上规定以下的技术条件： （ 1）、耳子 20孔 26螺栓轴线的偏移为 + （ 2）、孔 26面的耳子凸边端面无需 要磷化。 （ 3）、螺纹 孔 26偏移量为 （ 4）、孔 26线对其端面圆跳动在 40 的 1/3 圆周长不大于 （ 5）、 2640的 1/3圆周长不大于 具草图 具精度较核 （ 1）、夹具的 V 型块是以两圆柱面作为定位基准的 ,所以其定位基准中心线的角向误差如图 4、 3 所示。其中心线的最大位移误差如图 4、 4 所示。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 24 (图 4、 3） (图 4、
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