法蘭盤后端蓋板數(shù)控加工工藝及鉆4-φ10孔鉆模夾具設(shè)計(jì)含7張CAD圖,法蘭盤,后端,蓋板,數(shù)控,加工,工藝,10,孔鉆模,夾具,設(shè)計(jì),cad XXXX XX設(shè)計(jì)（XX）任務(wù)書 學(xué) 院 專 業(yè) 班級(jí)學(xué)號(hào) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 題 目 法蘭數(shù)控工藝與夾具設(shè)計(jì) 任務(wù)規(guī)定 進(jìn)行日期 自 20XX 年 03 月 04 日起，至 20XX 年 06 月 19 日止 一、題目來源、目的、意義 本課題源于企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)制造。 選題目的在于通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決本專業(yè) 實(shí)際生產(chǎn)問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)調(diào)查研究、檢索和閱讀中外文獻(xiàn)資料、方案 比較和選擇、理論分析、工裝夾具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及撰寫技術(shù)論文等方面的 能力。使得學(xué)生通過本次畢業(yè)實(shí)踐設(shè)計(jì)，能夠獨(dú)立分析中等復(fù)雜程度零件的技 術(shù)要求，能夠根據(jù)零件圖進(jìn)行專用工裝夾具和加工工藝設(shè)計(jì)，編寫數(shù)控加工 程序并通過仿真加工測試。 本次畢業(yè)實(shí)踐設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真刻苦的鉆研精神 和嚴(yán)格細(xì)致的工作作風(fēng)，對(duì)學(xué)生未來的工作和學(xué)習(xí)起著相當(dāng)重要的作用。 二、主要工作內(nèi)容 （1） 分析零件圖紙與技術(shù)要求； （2） 三維建模。根據(jù)零件二維視圖建立三維視圖； （3） 制定機(jī)械加工工藝文件。根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)資料、生產(chǎn)條件與生產(chǎn)綱領(lǐng)，制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，編寫工藝規(guī)程卡片； （4） 夾具設(shè)計(jì)。繪制工件夾具工程圖； （5） 編制數(shù)控加工程序、仿真加工與課題制作； （6） 工件檢驗(yàn)。選用合理的測量工具與設(shè)備檢驗(yàn)工件的加工質(zhì)量。 （7） 完成設(shè)計(jì)說明書。 三、主要技術(shù)指標(biāo)（或主要論點(diǎn)） 1. 編制的工藝文件完整，滿足零件的加工技術(shù)要求，包括尺寸精度、形位公差、 粗糙度、熱處理及批量生產(chǎn)等； 2. 所設(shè)計(jì)的機(jī)床夾具要求定位正確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可 靠；操作安全方便；夾具機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度要與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)； 3. 繪制的夾具裝配圖及夾具零件圖必須符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 4457.4-2002、GB/T 1182-1996、GB/T 16948-1997等。 四、進(jìn)度計(jì)劃 3.4-3.10 分析零件圖紙與技術(shù)要求，根據(jù)零件二維視圖建立三維視圖. 3.11-3.31 制定機(jī)械加工工藝文件。編寫工藝規(guī)程卡片；制定零件數(shù)控加工工序卡、刀具卡，繪制數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。 4.1-5.5 夾具設(shè)計(jì)。繪制夾具裝配圖、零件圖。 5.6-5.19 編制零件數(shù)控加工程序，實(shí)施零件數(shù)控加工仿真。 5.20-6.9 按畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作規(guī)范要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 6.9-6.19 畢業(yè)設(shè)計(jì)的修改及答辯準(zhǔn)備。 五、主要參考資料（外文資料至少一篇） [1] 劉守勇. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M], 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2005 [2] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003 [3] 艾興，肖詩綱．切削用量簡明手冊(cè)(第3版) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985 [4] 朱耀祥等. 現(xiàn)代機(jī)床夾具手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2009 [5] 楊金鳳等. 機(jī)床夾具及應(yīng)用[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2011 [6] 李名望. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)-實(shí)例教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009 [7] 于華等. 數(shù)控機(jī)床的編程及實(shí)例[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1996 [8] 洪如瑾. UG NX6 CAD快速入門指導(dǎo)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2009 [9] AMT Statistical Department. 1998-1999 Economic Handbook of the Machine Tool Industry. 1998 六、系審批意見 課題來源合理，內(nèi)容符合畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，能實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的 教學(xué)目標(biāo)，同意執(zhí)行。 系主任（簽名）: 七、院領(lǐng)導(dǎo)審核意見 院領(lǐng)導(dǎo)（簽名）: 八、學(xué)生實(shí)際完成日期 九、同組設(shè)計(jì)（論文）者 4 在零件法蘭上除了四個(gè)均布孔Ф10mm外，其余都已加工好，大批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)鉆四孔的鉆模。 I 法蘭盤后端蓋板數(shù)控加工工藝及鉆 4-10 孔鉆模夾具設(shè)計(jì) 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國計(jì)民生的 一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因 為效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率， 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對(duì)于數(shù)控加工, 無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析， 擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、 加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出 合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工 裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工 程序編制。通過整個(gè)工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度， 加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞 工藝分析加工方案進(jìn)給路線控制 I 目 錄 前 言 ..........................................................................................................................................2 1 零件分析 .............................................................................................................................3 1.1 零件圖 .........................................................................................................................3 1.2 零件技術(shù)要求分析 .....................................................................................................4 2 零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................4 2.1 選定毛坯 .....................................................................................................................4 2.2 選擇定位基準(zhǔn) .............................................................................................................6 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .............................................................................................................6 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .............................................................................................................6 2.3 工藝路線的設(shè)計(jì) .........................................................................................................7 2.4 各工序設(shè)備、刀具、量具的設(shè)計(jì) .............................................................................8 2.5 工藝卡片 .....................................................................................................................9 2.6 機(jī)械加工刀具卡片的設(shè)計(jì) .........................................................................................9 2.7 加工程序 ...................................................................................................................11 3 工裝夾具的設(shè)計(jì)方案 .......................................................................................................15 3.1 夾具設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì) ...............................................................................................15 3.1.1 夾具的定位方案的設(shè)計(jì) ...........................................................................................15 3.1.2 夾具的夾緊方案的設(shè)計(jì) ...........................................................................................17 3.1.3 夾具與機(jī)床連接方案的設(shè)計(jì) ...................................................................................17 3.2 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................17 3.3 夾具的操作說明 .......................................................................................................20 4 仿真加工 ...........................................................................................................................22 5 總結(jié) ...................................................................................................................................25 6 參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................27 2 前 言 數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控機(jī)床是一 種用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)不管是專用計(jì)算機(jī)，還是通 用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā) 出的指令。在數(shù)控機(jī)床上加工零件與在普通機(jī)床上加工零件，其加工方法并無 多大差異，但是在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機(jī)床加工時(shí)，機(jī) 床的運(yùn)動(dòng)受控于操作工人。如機(jī)床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運(yùn)動(dòng) 部件的位移量，以及機(jī)床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機(jī)床上 加工零件時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而 數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所 規(guī)定的指令格式編制的。編寫加工指令的過程就稱為編程。所謂編程，就是把 加工零件的工藝過程、工參數(shù)、運(yùn)動(dòng)要求用數(shù)字指令形式記錄在介質(zhì)上，并輸 入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)動(dòng)或終 斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。 任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床不能工作。 要提高加工效率，首先必須提高切削和進(jìn)給速度，同時(shí)，還要縮短加工時(shí) 間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性則是上述 目標(biāo)的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。 3 1 零件分析 1.1零件圖 4 圖 1-1 后端蓋板零件圖 1.2零件技術(shù)要求分析 該零件的主要加工部位包括端面、外圓、內(nèi)孔，其中幾個(gè)孔的形位公差要 求都很高，尤其是同軸度在 0.02mm 兩個(gè)孔，基本上不允許在加工使進(jìn)行二次 裝夾，基準(zhǔn)與端面還有垂直度要求也是 0.02mm,這些都是加工難點(diǎn)所在，零件 圖中可見除了回轉(zhuǎn)體主體還包括四個(gè) 10 孔，需要立式加工中心上完成或鉆床 上完成，立式加工中心成本較高，鉆床如何確定其孔位都是在加工中需要解決 的問題。零件加工時(shí)加工面與非加工面要注意區(qū)別，非加工面盡可能不加工。 2 零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 制定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，對(duì)于機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)部門來說，就是 編制為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工所必須的工藝技術(shù)文件。這種工藝技術(shù)文件綜合起來主 要有兩種比較典型的工藝技術(shù)文件，一是供生產(chǎn)管理人員(如車間主任，生產(chǎn)計(jì) 劃、調(diào)度員等) 使用的機(jī)械加工工藝過程工藝技術(shù)文件（簡稱工藝過程技術(shù)文件） ；二是下達(dá)至工作地用于指導(dǎo)工人具體操作加工的機(jī)械加工工序工藝技術(shù)文件 （簡稱工序工藝技術(shù)文件）。而這兩種工藝技術(shù)文件最終是以卡片的形式來表 示的，前者為機(jī)械加工工藝過程卡片（簡稱流水卡），后者為機(jī)械加工工序卡 片（簡稱工序卡）。 2.1 選定毛坯 零件為典型的鑄件，零件要求材料為 HT300，為珠光體類型的灰鑄鐵。 其強(qiáng)度高，耐磨性好，但白口傾向大，鑄造性能差，需進(jìn)行人工時(shí)效處理。其 金相組織為：鐵素體+片狀石墨+ 珠光體熱用于機(jī)械制造中重要鑄件，如床身導(dǎo) 軌、車床、沖床及受力較大的床身、主軸箱齒輪等；還可用作高壓油缸、泵體、 閥體等以及鐓模、冷沖模和需經(jīng)表面淬火的零件。供貨狀態(tài)為時(shí)效處理，對(duì)于 鑄件在選擇毛坯時(shí)我們一般是對(duì)需要加工的表面進(jìn)行留量，然后出具毛坯圖， 在專門的鑄件廠采購毛坯，徒具毛坯圖時(shí)還應(yīng)該考慮鑄造工藝的可行性，下圖 為本零件的鑄件毛坯圖。 5 圖 1-2 后端蓋板毛坯圖 6 2.2 選擇定位基準(zhǔn) 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要 的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各 表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前 提，還能簡化加工工序，提高加工效率，零件的定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該遵從以下 三個(gè)原則。 1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn) 作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。 2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、 夾緊機(jī)構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證 對(duì)刀的可能性和方便性。 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 所謂粗基準(zhǔn)就是以不加工的表面作為基準(zhǔn)；在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)該注意竟可 能選擇加工余量均勻；加工余量最小，表面平整、光潔、尺寸足夠大的表面作 為粗基準(zhǔn)；也可以以不加工的表面作為粗基，準(zhǔn)粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用， 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的重復(fù)定位會(huì)造成很大的定位誤差。 本例中粗基準(zhǔn)直接選擇在蓋板零件的外圓及大端面，此處和鑄造面比較 光滑平整，有利于對(duì)加工精度的保證。 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié) 構(gòu)簡單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則： 1)“基準(zhǔn)重合”原則 7 為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇 加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。如果加工表 面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會(huì)增大定位誤差。 2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能 在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 采用“基準(zhǔn)統(tǒng) 一”原則可減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造 成的誤差。 3) “自為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工 表面本身作為定位基準(zhǔn)，這就是“自為基準(zhǔn)”原則。此外，用浮動(dòng)鉸刀鉸孔、 用拉刀拉孔、用無心磨床磨外圓等，均為自為基準(zhǔn)的實(shí)例。 4) “互為基準(zhǔn)”原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工 的原則。例如加工精密齒輪時(shí)，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進(jìn)行 磨齒。因齒面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小而均勻。此時(shí)可用齒面為定位 基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)磨齒面，從而保證齒面的磨削余量均勻，且 與齒面的相互位置精度又較易得到保證。 遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，此零件的精加工基準(zhǔn)選擇以粗基準(zhǔn)加工出 A 基準(zhǔn) 作為精基準(zhǔn)，在后續(xù)孔加工中遵從基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則依然選擇此基準(zhǔn)為精 基準(zhǔn)，這樣可以很有效的提高加工精度。 8 2.3 工藝路線的設(shè)計(jì) 1、毛坯的采購：出具毛坯圖采購零件，并要求供貨狀態(tài)為時(shí)效處理后的 狀態(tài)，所謂時(shí)效處理是指金屬或合金工件（如低碳鋼等）經(jīng)固溶處理，從高溫 淬火或經(jīng)過一定程度的冷加工變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能， 形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。一般地講，經(jīng)過時(shí)效，硬度和強(qiáng)度有 所增加，塑性韌性和內(nèi)應(yīng)力則有所降低。 室溫下進(jìn)行的時(shí)效叫自然時(shí)效，在一 定溫度下進(jìn)行的時(shí)效叫人工時(shí)效。 時(shí)效處理是把材料有意識(shí)地在室溫或較高溫 度存放較長時(shí)間，使之產(chǎn)生時(shí)效工藝。 2、車小孔端，以大孔端面為粗基準(zhǔn)夾持外圓，校正小孔內(nèi)圓余量是否 均勻，粗精車小口一端，88 外圓及 10.5 臺(tái)階面，鏜內(nèi)孔 70 通（在下一道 工序?qū)⒁源嗣鎭硇Ｕぜ竟ば蛑?88 外圓，10.5 臺(tái)階面及鏜內(nèi)孔 70 在一次裝夾下完成，0.02mm 的同軸度和垂直度均得以保證。 3、精鏜軟爪，夾持 88 外圓，校內(nèi)孔 70 跳動(dòng) 0.02 以內(nèi),加工大端面 及大孔 82，此時(shí)的同軸度由精鏜軟爪工裝夾具來保證，精鏜軟爪夾持精基準(zhǔn) 可保證同軸度 0.02mm 以內(nèi)，有些企業(yè)使用普通三爪卡盤或四爪卡盤此時(shí)的同 軸度通過校正 70 孔跳動(dòng)保證。 4、鉆床或立式加工中心加工四個(gè) 10 孔，采用立式加工中心固然好， 可是費(fèi)用太高，對(duì)于這內(nèi)孔位置要求不是很高的孔隙，企業(yè)一般會(huì)采用鉆模定 位在鉆床上加工該類孔隙，鉆模的制造精度直接決定了工件的孔間距，鉆模的 設(shè)計(jì)，定位，夾緊顯得尤為重要。 2.4 各工序設(shè)備、刀具、量具的設(shè)計(jì) 第一序：外購毛坯，毛坯入庫前要對(duì)毛坯的尺寸進(jìn)行檢查，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)全 檢所有尺寸，質(zhì)量的控制應(yīng)從源頭抓起。 第二序：所需設(shè)備為數(shù)車，刀具：外圓粗車刀，外圓合金精車刀，內(nèi)孔 粗鏜刀，內(nèi)孔精鏜刀，量具：0-150 代表游標(biāo)卡尺，深度尺。 9 第三序：所需設(shè)備為數(shù)車，刀具：端面粗車刀，端面合金精車刀，內(nèi)孔 粗鏜刀，內(nèi)孔精鏜刀，量具：0-150 代表游標(biāo)卡尺，深度尺。 第四序：所需設(shè)備為鉆床，刀具：中心鉆，鉆頭， 量具：0-150 代表游標(biāo)卡尺。 2.5 工藝卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實(shí) 例 后端蓋板 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 三爪卡盤 數(shù)車 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀量 備注 T01 外圓粗車 刀 500 0.2 1 平端面 T02 外圓精車 刀 650 0.1 0.3 T01 外圓粗車 刀 500 0.2 1 車外圓 T02 外圓精車 刀 650 0.1 0.3 T03 內(nèi)孔粗鏜 刀 600 0.2 1 1 鏜內(nèi)孔 T04 內(nèi)孔精鏜 刀 750 0.1 0.3 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 1 頁 第一頁 10 2.6 機(jī)械加工刀具卡片的設(shè)計(jì) 車大孔端面 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實(shí) 例 后端蓋板 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 三爪卡盤 數(shù)車 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀量 備注 T01 外圓粗車 刀 500 0.2 1 平端面 T02 外圓精車 刀 650 0.1 0.3 T03 內(nèi)孔粗鏜 刀 550 0.2 1 1 鏜內(nèi)孔 T04 內(nèi)孔精鏜 刀 700 0.1 0.3 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 1 頁 第一頁 鉆四孔 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實(shí) 例 后端蓋板 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 專用夾具 鉆床 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀量 備注 鉆孔 T05 10 鉆頭 80 1 倒角 T06 倒角刀 50 手動(dòng) 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 1 頁 第一頁 11 2.7 加工程序 車帶小孔一端數(shù)車程序，工件的裝夾與定位如圖 T0101 #1 刀：外圓車刀#1 刀補(bǔ) M3S600 M8 G95G90G0X98 Z10 G71U1R1 粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 軸向留量 0.2 徑向 0.3 N1G0Z5 外圓輪廓 G41G1Z0F0.05 X88 Z-10.5 N2G40X115 外圓輪廓結(jié)束 G0Z300 X300 退刀 T0202 #2 刀：外圓車刀#2 刀補(bǔ) M3S800 M8 12 G70P1Q2 輪廓精車循環(huán) G0X100Z500 退刀 M05 M9 M00 程序暫停 T0303 #3 刀：外圓車刀#3 刀補(bǔ) M3S700 M8 G0X60 Z10 G71U1R1 粗鏜孔循環(huán) G71P1Q2U-0.3W0.2F0.1 軸向留量 0.2 徑向 0.3 N1G0Z2 走外圓輪廓 G41G1X70Z0F0.1 W-30 N2G40X60 G0Z300 X300 13 T0404 #4 刀：外圓車刀#4 刀補(bǔ) M3S900 M8 G70P1Q2 精車內(nèi)孔循環(huán) G0Z500 X100 M05 M9 M30 程序暫停 車大端數(shù)車程序 T0101 #1 刀：外圓車刀#1 刀 補(bǔ) M3S600M8 G0X120Z10 粗平端面 Z5 G1Z0.3F0.1 X-5 Z5 Z300 退刀 M05 14 M9 M00 程序停止 T0202 #2 刀：外圓車刀#2 刀 補(bǔ) M3S600M8 G0X120Z10 Z5 精平端面 G1Z0F0.1 X-5 Z5 Z300 退刀 M05 M9 M00 T0303 #4 刀：外圓車刀#4 刀補(bǔ) M3S600 M8 G00X70 Z10 G71U1R1 粗鏜孔循環(huán) G71P3Q4U-0.3W0.2F0.1 留量預(yù)備精鏜孔 15 N3G0Z5 G1G41X82Z0 Z-13 N4G40X70 G0Z300 X300 T0404 #4 刀：外圓車刀#4 刀補(bǔ) M3S1200 M8 G70P3Q4 精鏜孔循環(huán) G0Z500 X300 M05 M9 M30 3 工裝夾具的設(shè)計(jì)方案 夾具是切削加工時(shí)用于安裝工件并使之與機(jī)床和刀具間保持正確相對(duì)位 置的裝置。機(jī)床夾具類型很多，因工件形狀、尺寸和加工要求的不同而異。 3.1 夾具設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì) 16 3.1.1夾具的定位方案的設(shè)計(jì) 工件的定位基準(zhǔn)的選擇直接關(guān)系到夾具的加工可靠性，工件的定位是指工 件在空間里可以獲得準(zhǔn)確的位置，在這里不得不提到六點(diǎn)定位原理，六點(diǎn)定位 原理 是指 工件在空間具有六個(gè)自由度，即沿 x、y、z 三個(gè)直角坐標(biāo)軸方向的 移動(dòng)自由度和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 。因此，要完全確定工件的位置， 就必須消除這六個(gè)自由度，通常用六個(gè)支承點(diǎn)（即定位元件）來限制工件的六 個(gè)自由度，其中每一個(gè)支承點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度。 工件常見的定位狀態(tài)有以下幾種 l） 完全定位 工件的六個(gè)自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定 的惟一位置，稱為完全定位。 2）不完全定位 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，定位支承點(diǎn)的數(shù)目可以少于六個(gè)。有些自 由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無影響，這種定位情況稱為不 完全定位。不完全定位是允許的， 3）欠定位 按照加工要求應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允 許的。因?yàn)榍范ㄎ槐ＷC不了加工要求。 4）過定位 工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被不同的定位元件重復(fù)限制的定位稱為過定位。當(dāng)過 定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)禁采用。但當(dāng)過定位 并不影響加工精度，反而對(duì)提高加工精度有利時(shí)，也可以采用。各類鉗加工和 機(jī)加工都會(huì)用到。 為了提高工件的定位精度，主要有以下幾種措施 1. 提高夾具定位面和工件定 位基準(zhǔn)面的加工精度是避免過定位的根本方法。 2. 由于夾具加工精度的提 高有一定限度，因此采用兩種定位方式組合定位時(shí)，應(yīng)以一種定位方式為主， 減輕另一種定位方式的干涉，從本質(zhì)上說，這也是另一種提高夾具定位面精度 17 的方法。 利用工件定位面和夾具定位面之間的間隙和定位元件的彈性變形來 補(bǔ)償誤差，減輕干涉。在分析和判斷兩種定位方式在誤差作用下屬于干涉還是 過定位時(shí)，必須對(duì)誤差、間隙和彈性變形進(jìn)行綜合計(jì)算，同時(shí)根據(jù)工件的加工 精度要求才能作出正確判斷。從廣義上講，只要采用的定位方式能使工件定位 準(zhǔn)確，并能保證加工精度，則這種定位方式就不屬于過定位，就可以使用。 3.1.2夾具的夾緊方案的設(shè)計(jì) 工件在夾緊的過程中，既不應(yīng)破壞工件的定位，或產(chǎn)生過大的夾緊變形，又要 有足夠的夾緊力，防止工件在加工中產(chǎn)生振動(dòng)；足夠的夾緊行程，夾緊動(dòng)作迅 速，操縱方便、安全省力；手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)要有可靠的自鎖性，機(jī)動(dòng)夾緊裝置要 統(tǒng)籌考慮夾緊的自鎖性和原動(dòng)力的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單緊湊，制造、維修 方便。根據(jù)上述的基本要求，正確確定夾緊力三要素（方向、作用點(diǎn)、大小） 是一個(gè)不容忽視的問題。 1 夾緊力方向的確定 1）夾緊力的方向不應(yīng)破壞工件定位。 2）夾緊力方向應(yīng)指向主要定位表面。 2 夾緊力作用點(diǎn)的確定 1) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承范圍內(nèi)。 2) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 3) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工部位。 3.1.3夾具與機(jī)床連接方案的設(shè)計(jì) 夾具與機(jī)床的連接方法，各種不同的設(shè)備安裝方法各有不同，如數(shù)控車床 多安裝在車床主軸上，銑床多安裝在床身工作臺(tái)，用螺母或壓板固定在床身工 作臺(tái)上，也有使用通用夾具夾持專用夾具進(jìn)行加工的，連接的方案應(yīng)根據(jù)切削 力的大小選擇合適的連接方式。 18 3.2 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此鉆模夾具屬于浮動(dòng)蓋板式鉆模夾具，主要的構(gòu)成件由夾具體，浮動(dòng)導(dǎo) 向套，鉆套，開口墊片及定位螺釘組成，夾具體通過螺釘與機(jī)床導(dǎo)軌相連，夾 具體通過 88 內(nèi)孔與工件 88 臺(tái)階相連，10.5 尺寸端面與夾具體端面接觸， 在這里依據(jù)六點(diǎn)定位原理可以知道，端面限制了三個(gè)自由度，而 88 外圓可以 看做短銷，約束兩個(gè)自由度，此處 88 有效配合長度約為 2mm，太長的配合面 將會(huì)引起過定位，過長的配合面會(huì)約束四個(gè)自由度，從而導(dǎo)致大平面只約束了 19 一個(gè)占有度，這將會(huì)引起工件的裝夾剛度不夠，為此應(yīng)該避免此種情況的發(fā)生， 經(jīng)過分析將工件放置在夾具體上可以約束工件五個(gè)自由度，剩余一個(gè)繞自身旋 轉(zhuǎn)的自由度，為此特意將刀具導(dǎo)向設(shè)計(jì)為浮動(dòng)導(dǎo)向套，可以隨工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)， 這樣僅需約束工件五個(gè)自由度即可，夾具體下方有一個(gè)槽，此結(jié)構(gòu)可以解決兩 個(gè)問題，一解決了刀具穿透工件后引起的夾具體損傷，二減輕了大面定位清掃 難的問題。 在此結(jié)構(gòu)中，大圓柱銷與浮動(dòng)導(dǎo)向套為過盈配合，銷圓柱銷與大圓柱銷之 間為間隙配合，此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是為了解決因毛坯余量問題引起的孔位置偏 斜，經(jīng)過測量后調(diào)節(jié)小圓柱銷的長度即可改變孔與鑄件的中心位置，從鉆孔的 切削力較小的角度考慮，該工裝主要的夾緊力通過一顆 M16 的螺釘提供約 3200N 的垂直壓力，由于螺釘在拆卸的速度上較慢，設(shè)計(jì)了開口墊片有效的解 決了此問題。 可見開口墊片的開口為 18 寬，拆卸工件時(shí)，只需要松動(dòng)螺釘，將開口墊片從徑 向拿出后，直接將導(dǎo)向套和工件卸下，省去了將螺釘旋下的時(shí)間，在大批量生 產(chǎn)時(shí)效果顯著。 3.3 夾具的操作說明 為了便于觀察，圖片中的浮動(dòng)導(dǎo)向套被設(shè)置為透明，安裝工件的操作步驟 如下： 1.清掃工作臺(tái)，將夾具體通過兩個(gè)螺絲固定在機(jī)床工作臺(tái)上。 2.清掃夾具體工作面，將工件安裝在夾具體上 20 3.在工件上安裝浮動(dòng)導(dǎo)向套子裝配體，此子裝配體包含四個(gè)鉆套和一個(gè)定 位機(jī)構(gòu)，浮動(dòng)導(dǎo)向套與工件之間通過 82 軸孔相配，從而統(tǒng)一了加工基準(zhǔn)。 4.安裝開口墊片，鎖緊螺釘 工件的拆卸方法如下 1.松動(dòng)螺釘，拿出開口墊片 2.取下浮動(dòng)導(dǎo)向套子裝配體 3.取下工件 夾具使用過程中應(yīng)注意對(duì)夾具各零部件主要工作面的保護(hù)，嚴(yán)防磕碰，鐵屑引 起的裝夾困難，定位不準(zhǔn)，加工精度超差等問題。 21 4 仿真加工 數(shù)控加工仿真軟件目前的國內(nèi)市場有很多，做的出色的主要由宇龍仿真 系統(tǒng)和斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)，這些優(yōu)秀的數(shù)控仿真系統(tǒng)都擁有發(fā)那科(FANUC)、西 門子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀(jì)星(HNC)、北 京凱恩帝(KND)、大連大森(DASEN)、南京華興(WA) 數(shù)控車銑及加工中心等 28 個(gè)系統(tǒng)，64 個(gè)控制面板。具有網(wǎng)絡(luò)版和單機(jī)版模式，可以在微機(jī)上仿真各種數(shù) 控設(shè)備的編程，操作，是廣大高校機(jī)械類學(xué)生和國內(nèi)外大中型企業(yè)數(shù)控操作人 員的良師益友。 其中斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練 一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動(dòng)免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以 使學(xué)生和操作工人達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入. 數(shù)控仿真的一般步驟， 1) 打開斯沃仿真軟件，選擇 Fanuc OIT 系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)界面 22 2) 松開緊急停止按鈕，解開程序鎖，回零 X-Z 坐標(biāo)軸（加工中心回零 X-Y-Z 軸） 3) 按照加工工藝表格選擇合適的毛坯，刀具和夾具 4) 依次對(duì)刀，調(diào)整機(jī)床偏置數(shù)據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)無誤 23 5) 輸入加工程序并檢查程序是否正確、完整 6) 將機(jī)床狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 AUTO，運(yùn)行加工程序，并且觀察刀具位置和切削過程 7) 加工完成后選擇測量系統(tǒng)，測量主要加工尺寸，如果和設(shè)計(jì)不同，檢查加 工程序和對(duì)刀是否正確 5 總結(jié) 這次的設(shè)計(jì)是我們離開學(xué)校前對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行的總結(jié)，同時(shí)讓我們對(duì)零 件的數(shù)控加工有了一個(gè)更完整的了解，也提高了自己對(duì)于分析解決問題的能力。 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性、綜合性、探索性和應(yīng)用性等特點(diǎn)，是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操 作和理論學(xué)習(xí)的一次綜合練習(xí)。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己在理論與實(shí)際應(yīng)用能力方面得到了綜合的提 高，熟練了操作技能，收獲了經(jīng)驗(yàn)和技巧，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 幾個(gè)星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，每一步對(duì)我們來說都是新的嘗試 和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中使我學(xué)到很多，我感到無論做什么事情都要 真真正正用心去做，才會(huì)使自己更快的成長。我相信，通過這次的實(shí)踐，我對(duì) 數(shù)控的加工能進(jìn)一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯(cuò) 誤，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。 25 通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控加工的整個(gè)過程有了較全面的理解。經(jīng)過本設(shè) 計(jì)的實(shí)踐，真切體會(huì)到理論必須和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。雖然在以前的學(xué)習(xí)中學(xué)到 了許多在實(shí)踐中用到了的知識(shí)，可是那些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在具體操作時(shí)還是 會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問題，還是得請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的師父才能完成。 在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，不斷地遇到新的問題，然后就必須不斷地向別人請(qǐng) 教，請(qǐng)教我的指導(dǎo)老師，還請(qǐng)教一些有經(jīng)驗(yàn)的朋友、同學(xué)，利用一切可以利用 資源，再加上不斷地從書上找一些理論的知識(shí)，總算是把我的設(shè)計(jì)弄出個(gè)模樣 來了。在工藝設(shè)計(jì)好后，加工程序還是要經(jīng)過多次調(diào)試、修改才能最終完成。 總之這次的設(shè)計(jì)考驗(yàn)了我的綜合能力，很大程度上提高了我的綜合能力。 這次的設(shè)計(jì)讓我看到了自己很多方面的不著，需要更多的實(shí)踐，也需要更 多的理論知識(shí)才能成為一個(gè)更有用技術(shù)人員。 這次設(shè)計(jì)也讓我學(xué)到了很多知識(shí)，最要感謝的是我的指導(dǎo)老師，感謝他的 不厭其煩的教誨，還要感謝我的朋友、同學(xué)及所有指導(dǎo)過我的人，感謝他們！ 26 6 參考文獻(xiàn) 1鄒新宇。數(shù)控編程M.清華大學(xué)出版社,2006 年 2陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術(shù)M.北京理工大學(xué)出版社,2006 年 6余英良.數(shù)控加工編程及操作M.北京:高等教育出版社,2004 年第一版 7黃衛(wèi).數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 年 3眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006 年第一版 4詹華西.數(shù)控加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程M.西安:電子科技大學(xué)出版社,2006 年 5陳富安.數(shù)控機(jī)床原理與編程M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004 年第 一版 8李家杰.數(shù)控機(jī)床編程操作與操作實(shí)用教程M.南京:東南大學(xué)出版社，2005 年 9華茂發(fā).數(shù)控機(jī)床加工工藝M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000 年 10黃康美.數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教程M.北京:電子工業(yè)出版社，2004 年 27