机械专业论文

1、机加工绪 论数控机床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通机床无法比拟的优势，数控机床主要有以下几特点：1、传动链短，与普通机床相比主轴驱动不再是电机皮带齿轮副机构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。2、刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控机床的刚性高，以便适应高精度的加工要求。3、轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控机床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控机床移动轻便。数控机床加工特点1、自动化程度高，可以减

2、轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中， 主要是观察和监督机床运行。但是，由于数控机床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。2、加工零件精度高、质量稳定。数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。3、生产效率高。数控机床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通机床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，

3、为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。4、便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。适合数控机床加工的零件1、最适合多品种中小批量零件。随着数控机床制造成本的逐步下降，现在不管是国内还是国外，加工大批量零件的情况也已经出现。加工很小批量和单件生产时，如能缩短程序的调试时间和工装的准备时间也是可以选用的。2、精度要求高的零件。有于数控机床的刚性好，制造精度高，对刀精确，能方

4、便的进行尺寸补偿，所以能加工尺寸精度要求高的零件。3、表面粗糙度值小的零件。在工件和刀具的材料、精加工余量及刀具角度一定的情况下，表面粗糙度取决于切削速度和进给速度。普通机床是恒定转速，直径不同切削速度就不同，像数控车床具有恒线速切削功能，车端面、不同直径外圆时可以用相同的线速度，保证表面粗糙度值既小且一致。在加工表面粗糙度不同的表面时，粗糙度小的表面选用小的进给速度，粗糙度大的表面选用大些的进给速度，可变性很好，这点在普通机床很难做到。4、轮廓形状复杂的零件。任意平面曲线都可以用直线或圆弧来逼近，数控机床具有圆弧插补功能，可以加工各种复杂轮廓的零件。第一章、 凸轮的使用及加工特点凸轮是一项相

5、当重要的连杆件,虽然应用简单,也容易达到所需的运动目的。凸轮是一个具有不规则的机构,常作为驱动件以带动一个被动件,后者可以产生往返滑动。在设计原理上凸轮虽不见得比连杆组容易,若能利用电脑辅助设计,其复杂性可大为降低。比较上凸轮也有成本上的缺点,一个是价格高又容易磨损且不利于高速运转。凸轮一般使用滚从动子,否则容易磨损,但滚动从件应用太多,机构的体积会变的庞大。在运动上也会产生其他不平衡的问题,而且滚动子的轴承也会有其本身可靠性的问题。因此凸轮的改善,一面从耐磨材料上研究着手。如塑钢、镀铬或表面硬化处理等新的技术加入。使凸轮应用有一席之地。在特性上,凸轮最难克服的问题还是机构本身,如噪音大、在高

6、运转时其从动子会产生不稳定的跳动,如果使设计合理并克服上叙的问题对凸轮来说是一大突破。第二章、凸轮的加工工艺第一节、备料备料是根据要加工的零件的件数、大小来决定,还要考虑到材料的市场供求、经济性等,根据凸轮的用途是用于机械的传动机构,硬度要求比较高,我们采用zOCr一般的材料有两种,一种是板料另一种是棒料。对于凸轮这类小零件我们采用棒料,规格在TO-100的,这种规格在市场上很容易买到。第二节、锻造利用锻压机械对金属坯料施加压力使其生产塑性交形以获得具有一定机械性能,一定形状和尺寸缎件的加工方法锻压(锻造与冲压)的两组成部分之一。通过锻造能清除金属在冶炼过程中产生的铸态,疏松等缺陷,伏化微欢组

7、织结构,同时由于保存了完整的金属流线。锻件的机械性能一般伏于同样材料的铸件,机械中伏载高,工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用扎制的板材,型材或焊接件外,多采用锻件。锻造按成形无法可分为:1、自由锻:利用冲击力或压力使金属在上下抵铁(钻块)间产生变形以获得所需锻件。主要有工锻造和机械锻造两种。 2、模锻,模锻又分为开式模锻和闭式模锻。金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压力变形而获得锻件,又分为冷镦,径向锻造和挤压等等按变形温度锻造又可分为热锻(锻造温度高于毛坯料金属的再结晶温度)温锻。(锻造温度低于金属的再结晶温度)和冷锻(常温)。锻造用材料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是:镁、铝

8、、钛、铜等及合金。材料的原始状态有棒料、铸锭,金属粉末和液态金属等金属在变形前的横断面积于变形后的横断面积之比称为锻造比正确的选择锻造比。合理的始锻温度和终锻温度,合理的变形量及变形速度对提高产品质量,降低成本有很大的关系。毛坯大小约为90x60mm左右。在待下一部加工。第三节、调质热处理调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。调质件大都在比较大的动载荷作用下工作,它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用,有的表面还具有摩擦,要求有一定的耐磨性等等。总之,零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件,如轴类、连杆、螺栓、齿轮等,在机床、汽车和拖拉机等制造王业中用得很普遍。

9、尤其是对于重型机器制造中的大型部件,调质处理用得更多。因此,调质处理在热处理中占有很重要的位置。在机械产品中的调质件,因其受力条件不同,对其所要求的性能也就不完全一样。要对毛坯进行调质处理,让它有好的力学性能。第四节、粗铣平面粗加工是以快速切除毛坯余量为目的,在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度,以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对表面质量的要求不高,刀具的磨钝标准一般是切削力的明显增大,即以后刀面的磨损宽度VB为标准。经过锻造和热处理的毛坯,表面和四周都是高低不平的,也是不怎么规则的,所以我们要将毛坯在数控铣床或普通铣床上进行上下表面的粗铣,以及四周各个面进行铣削,目的是

10、为了有个好的定位基准做基准面,各个面都留0。5mm的余量进行磨削加工。第五节、钻孔钻孔加工要求所加工的工件要于钻床的主轴垂直,要找准中心,使加工的孔有较高的位置公差。我们加工凸轮时,把工件水平装在钻床的工作台上,先钻侧面2的孔,孔深在1smm。利用2的麻花钻加工内六边形和5的中心进行点钻,在用4的麻花钻钻5的通孔,因为5的孔是个定位孔,我们留1的余量,再用5的饺刀进行精铰。再钻内六边形的中心通孔,这个孔是为了在线切割上加工穿丝用的没有什么要求。第六节、线切割电火花线切割加工(re cut E1ectricd Discharge Machining,简称WEDM)有时又称线切割。其基本工作原理是

11、利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件,例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极,各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等,具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点,已在生产中获得广泛的应用,目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的百分之一十六以上。根据电极丝的运行速度不同,电火花线切割机床通常分为两类:一类是高速走丝电火花线切割机床(WEDM-HS),其电极丝作高速往复运动,一般走丝速度为810m/s,电极丝可重复使用加工速度较高,但

12、快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿,使加工质量下降,是我国生产和使用的主要机种,也是我国独创的电火花线切割加工模式;另一类是低速走丝电火花线切割机床(WEDM-LS),其电极丝作低速单向运动,一般走丝速度低于0.2m/s,电极丝放电后不再使用,工作平稳、(均匀、抖动小、加工质量较好,但加工速度较低,是国外生产和使用的主要机种。根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同,电火花线切割机床又可分为三种:一种是模仿形控制,其在进行线切割加工前,预先制造出与工件形状相同的模,加工时把工件毛坯和模同时装夹在机床工作台上,在切割过程中电极丝紧紧地贴着模边缘作轨迹移动,从而切割出与模形状和精度相同的工件来;另一

13、种是光电跟踪控制,其在进行线切割加工前,先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图,加工时将图样置于机床的光电跟踪台上,跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动,再借助于电气、机械的联动,控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动,从而切割出与图样形状相同的工件来;再一种是数字程序控制,采用先进的数字化自动控制技术,驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工,不需要制作样板也无需绘制放大图,比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围,目前国内外95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化。我们要加工的内六边形精度要求比较高,而且是带有钝角的空

14、加工,其他的一般机械是不能加工的,所以我们只有采用线切割来加工,整体的外形我们也可以用线切割来一次加工。第七节、粗铣外形1、数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度并充分发挥机床的性能,最大限度地提高生产率降低成本。主轴转速的确定:主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)的直径来选择。其计算公式为: 计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。进给速度的确定:

15、进给速度F是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。2、确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在2050mm/min范围内选取。当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在2050mm/min范围内选取。刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。背吃刀量确定:背吃刀量rap)根据机床、工件和

16、刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数提高生产效率。在铣削前我们要考虑毛坯的加工是的安装定位方面的可靠性,一便充分的发挥数控铣削在一次安装中加工许多个待加工面等问题。所以我们利用做的装用夹具,一面两销来定位来加工外轮廓,在加工时还要考虑要不要分层切削,分几层切削,也要分析加工后的变形程度,所以我们采用吃刀深度为3mm,进给在每分钟100mm左右,在刀具/铣削两翼面是采用7的平底铣刀。在一边的圆弧端有个R3.5的阶梯圆弧,7的刀具刚好就能到达一个R3.5的过度圆弧。再换面加工,为了保证加工表面质量可留0.20.51Im精加工余量。第八节、

17、精铣在精加工时最主要考虑的是工件表面质量而不是切屑的多少,精加工时通常采用小的切削深度,刀具的副切削刃经常会有专门的形状比如修光刃。根据所使用的机床、切削方式、工件材料以及所采用的刀具,可使表面粗糙度达到Ra1.6阳的水平,在极好的条件下甚至可以达到Rao。4Hm。在精加工时刀具后刀面的磨损量不再是主要标准,它将让位于工件的表面质量。精铣加工是为了达到尺寸和提高表面的粗糙度,精铣一般采用硬质合金钢刀具进行加工,将粗加工的余量铣去,在铣削的过程中,我们要达到好的表面粗糙度,一般采用高转速低进给,在要求比较高的圆弧段,采用多次走刀,以达到所需要求,测量控制好图纸所给的尺寸公差范围。第二章、铣床的工

18、装夹具第一节、对夹具的基本要求1、保证工件的加工精度。夹具应有合理的定位方案,合适的尺寸公差和技术要求,并进行必要的精度分析,确保夹具能够满足工件的精加工要求2、提高生产率;夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应,应根据工件生产量的大小适用不同复杂程度的快速高效定位与夹紧装置,以缩短辅助时间,提高效率。3、工艺性好。夹具的结构简单,合理,便于加工装配,检验与维修。夹具的制造属于单件成产,当最终精度由调整或修配保证时夹具上应设置修配结构如适当的调整间隙,可修磨的垫片等。4、使用性好夹具的操作简便省力,安全可靠排屑方便,必要时应设置排屑结构。5、经济性好除考虑夹具本身结构简单标准化程度高成本低廉外

19、,还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。6、铣床夹具是一种装夹工件的工艺装备,它的只要功能是实现工件的定位和加紧,使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置,以保证工件的精度。主要用于加工零件的上表面、键槽、缺口及成形的便面等。由于铣削加工的切削力较大,又是断续切削,加工中容易引起振动,因此要求铣床夹具的受力元件要有足够的强度。加紧力应有足够太且有好的自锁性。第二节、夹具的设计1、明确设计任务与收集设计资料,夹具设计的第一步是在已知的生产纲领的前提下,研究工件零件图,工序图,工艺规程和设计任务书,对工件进行分析,了解工件的结构特点,材料,本工序的加工表面,加工

20、要求,加工余量,定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。2、拟定夹具结构方案,绘制夹具草图。确定工件的定位方案,设计定位装置。确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置。确定其他装置及元件的结构形式,如对刀导向装置,分度装置等。确定夹具体的结构形式及夹具在机场上的安装方式。3、夹具的设计的任务,首先是选择和设计相应的定位元素,为了分心问题。当工件以回转表面定位时,我们称它的轴线为定位基准,而回转表面本身称基准面,与之相对应,定位元件上与定位的基面相配合的表面称为限位基面,它的理论轴线则称为限位基准,如工件以圆孔在心轴上的定位时,工件内孔称为定位基面,其轴线称为定位基准，工件以平面定位时,其定位基面与定位基准,限位基面和限位基准则完全一样。4、为了保证工件在本工序中所有需要完全加工而充分暴露在外,夹具要尽可能的开敞。因为夹紧机构和加工保持一定的安全距离,同时要夹紧机构元件能低则低,防止夹紧与铣床主轴套筒、刀套、刃具的加工过程中发生干涉。为例保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标方向的一致性,保证在机床上实现方位安装,还需求协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。夹具的刚性和稳定性要好。我们采用绣#钢加工夹具体。5、