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江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 柴油機油缸底架加工工藝及鉆孔夾具設計 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設計題目： 切紙機螺母座加工工藝及編程 專 業(yè)： 機械設計與制造 班 級： 13機械一 學 號： 姓 名： 指導老師： 起訖日期 2015年10月1日～2016年5月20日 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 柴油機油缸底架加工工藝及鉆孔夾具設計 摘要 本篇設計是切紙機螺母座加工工藝及編程，切紙機螺母座零件的主要加工表面是各表面的數(shù)控銑削加工及內孔、∮46的鏜削加工一般化來講，保證平面的加工精度相比較與保證孔系的加工精度，平面加工的精度相對來說還是比較容易的?？讖郊庸ざ际沁x用專用鏜孔夾具，夾緊方式一般選用手動夾緊，夾緊可靠。因此生產(chǎn)效率較高。能夠滿足設計要求。 切紙機螺母座零件的加工是通過普通機床和數(shù)控機床進行加工的，數(shù)控技術是現(xiàn)在的機床的發(fā)展趨勢，降低了人們的勞動程度，提高了工作效率，現(xiàn)在各國都非常注重數(shù)控技術的應用，并不斷發(fā)展，以取得更高的勞動效率。 關鍵詞：切紙機螺母座；工藝規(guī)程；數(shù)控編程；零件 I 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 切紙機螺母座加工工藝及編程 目 錄 摘 要 I 1 零件結構工藝分析 1 1.1 切紙機螺母座零件分析 9 1.2 刀具、量具的選擇 10 1.3 確定毛坯的制作方式 11 1.4 編制加工工藝 14 1.5 工藝規(guī)程的設計 15 2 工藝規(guī)程設計 9 2.1選擇定位基準 9 2.2制定工藝路線 10 2.3選擇加工設備和工藝設備 11 2.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 11 3 確定切削用量及基本工時 12 3.1工序30：粗銑左、右端面 13 3.2工序40：粗銑、半精銑底部大端面 14 3.3工序50：銑長度25高度15面至尺寸 15 3.4工序60：鏜兩端∮46內孔 16 3.5工序70：鏜兩端內孔深25至尺寸 17 3.6工序80：銑主視圖中寬32扁位 17 3.7工序90：鉆、攻8-M6深15螺紋孔 17 3.8工序100：鉆、攻左視圖中2-M6螺紋孔 17 3.9工序110：鉆、攻2-M12深15螺紋孔 17 3.10工序120：鉆、攻俯視圖中2-M6螺紋孔 17 4 零件編程 25 4.1鏜兩端內孔深25至尺寸 26 4.2鏜兩端內孔深70至尺寸 27 結 論 29 參考文獻 30 致 謝 31 1 零件結構工藝分析 本文對切紙機螺母座的零件進行分析，通過對切紙機螺母座的研究和分析，描述了油缸體架的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸等的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產(chǎn)率，與指導老協(xié)商后，感覺用普通編程比較合適。 在這次畢業(yè)設計中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了夾具設計。整個設計得指導思想“簡便、效率高、非常經(jīng)濟”。 窗體底端 1.1 切紙機螺母座零件的分析 題目給出的零件是切紙機螺母座。切紙機螺母座主要是起安裝固定其他零件的作用，一個設備的正常運行離不開動力裝置的執(zhí)行以及一些傳動零件，例如軸承等一些傳動零件和傳動機構。故切紙機螺母座零件的加工精度和表面光潔度影響著傳動的精度和效率，可以說，一個加工精度高的切紙機螺母座與加工精度的低的切紙機螺母座相比，其傳動效果很明顯。以下為切紙機螺母座的零件圖： 圖1 切紙機螺母座 1.2刀具、量具的選擇 由圖樣分析，該圖樣需要對該零件進行左右端面，上下端面的數(shù)控銑削加工及內孔、∮46的粗鏜、半精鏜，精鏜削加工，以及寬度32的扁位的銑削加工，2-M12螺紋孔的鉆、攻加工，8-M6深15螺紋孔的鉆、攻加工我們選擇游標卡尺，游標深度尺來測量。 1.3 確定毛坯的制作方式 毛坯選擇應考慮的因素： （1）零件的力學性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力學性能有所不同。鑄件的強度。壓力澆注和壓力澆注的鑄件，金屬型澆注的鑄件，砂型澆注的鑄件依次遞減；鋼質零件的鍛造毛坯，其力學性能高于鋼質棒料和鑄鋼件。 ( 2) 零件的結構形狀和外形輪廓 形狀復雜、力學性能要求不高可采用鍛鋼件。形狀復雜和壁薄的毛坯不宜采用金屬型鍛造。尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鍛造和自由鍛造。外形復雜較小的零件宜采用精密的鍛造方式，以免機械加工。其直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時宜采用鑄件。 （3）生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)批量 生產(chǎn)綱領大時宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛坯制造方式，生產(chǎn)綱領小時，宜采用設備投資小的毛坯制造方法。 （4）現(xiàn)場生產(chǎn)條件和發(fā)展 應經(jīng)過技術經(jīng)濟分析和論證。 該零件的材料為HT150，考慮到零件的形式及結構較為簡單，所受的沖擊力不大，且是大批生產(chǎn)，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3—1，選擇鍛造中的熱鍛。其強度=160MPa，硬度為180—210HBS。 1.4 編制加工工藝 由切紙機螺母座零件圖可知，切紙機螺母座的表面以及內孔都需要進行加工，此外還需要加工幾組螺紋孔。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以左視圖為主要加工表面，左右端面的數(shù)控銑削加工，內孔、∮46內孔的鏜削加工以及上下左右端面的銑削加工，其中內孔的表面粗糙度要求為Ra3.2和Ra2.5，左右表面的粗糙度為等。 （2）以主視圖為主要加工面的加工表面，包括2-M6螺紋孔的鉆、攻加工，2-M12深15螺紋孔的鉆、攻加工等，其加工表面粗糙度為等等。 （3）以俯視圖為主要加工表面的加工面，這組加工表面包括，2-M6螺紋孔的鉆、攻加工，其表面粗糙度為Ra6.3。 1.5 工藝規(guī)程的設計 1.5.1選擇定位基準 粗基準選擇毛坯的上下端面，精基準選擇的內圓柱面。 1.5.2制定工藝路線 本次設計的零件是切紙機螺母座的加工工藝，根據(jù)先面后孔原則，本次先以內孔定位加工切紙機螺母座零件的各個面，然后再是孔。后續(xù)工序安排應當遵則。先粗加工平面，再粗加工孔。對于切紙機螺母座，需要精加工的是支承孔前后端的平面。按上述原則亦應工孔系，但在實際生產(chǎn)中互垂直。加工工后，將工件清凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將切紙機螺母座加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10鑄造毛坯 20時效處理 30粗銑左、右端面 40粗銑、半精銑底部大端面 50銑長度25高度15面至尺寸 粗銑長度25高度15面至尺寸 半精銑長度25高度15面至尺寸 60鏜兩端∮46內孔 粗鏜內孔至∮44.5 半精鏜內孔至∮46 70鏜兩端內孔深25至尺寸 粗鏜內孔至 半精鏜內孔至 精鏜內孔至 80銑主視圖中寬32扁位 90鉆、攻8-M6深15螺紋孔 100鉆、攻左視圖中2-M6螺紋孔 110鉆、攻2-M12深15螺紋孔 120鉆、攻2-M6螺紋孔 130去毛刺倒棱角。 140檢驗 150入庫 至尺寸工藝路線二： 10鑄造毛坯 20時效處理 30粗銑左、右端面 40粗銑、半精銑底部大端面 50銑長度25高度15面至尺寸 粗銑長度25高度15面至尺寸 半精銑長度25高度15面至尺寸 60銑主視圖中寬32扁位 70鏜兩端∮46內孔 粗鏜內孔至∮44.5 半精鏜內孔至∮46 80鏜兩端內孔深25至尺寸 粗鏜內孔至 半精鏜內孔至 精鏜內孔至 90鉆、攻8-M6深15螺紋孔 100鉆、攻左視圖中2-M6螺紋孔 110鉆、攻2-M12深15螺紋孔 120鉆、攻2-M6螺紋孔 130去毛刺倒棱角。 140檢驗 150入庫 工藝路線三： 10鑄造毛坯 20時效處理 30粗銑左、右端面 40粗銑、半精銑底部大端面 50鏜兩端內孔深25至尺寸 粗鏜內孔至 半精鏜內孔至 精鏜內孔至 60銑長度25高度15面至尺寸 粗銑長度25高度15面至尺寸 半精銑長度25高度15面至尺寸 70鏜兩端∮46內孔 粗鏜內孔至∮44.5 半精鏜內孔至∮46 80銑主視圖中寬32扁位 90鉆、攻8-M6深15螺紋孔 100鉆、攻左視圖中2-M6螺紋孔 110鉆、攻2-M12深15螺紋孔 120鉆、攻2-M6螺紋孔 130去毛刺倒棱角。 140檢驗 150入庫 通慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，由于、∮46內孔面粗糙度達不到要求，綜合選擇方案一： 10鑄造毛坯 20時效處理 30粗銑左、右端面 40粗銑、半精銑底部大端面 50銑長度25高度15面至尺寸 粗銑長度25高度15面至尺寸 半精銑長度25高度15面至尺寸 60鏜兩端∮46內孔 粗鏜內孔至∮44.5 半精鏜內孔至∮46 70鏜兩端內孔深25至尺寸 粗鏜內孔至 半精鏜內孔至 精鏜內孔至 80銑主視圖中寬32扁位 90鉆、攻8-M6深15螺紋孔 100鉆、攻左視圖中2-M6螺紋孔 110鉆、攻2-M12深15螺紋孔 120鉆、攻2-M6螺紋孔 130去毛刺倒棱角。 140檢驗 150入庫 2.3選擇加工設備和工藝設備 由圖樣分析，該圖樣需要銑削上下左右?guī)讉€平面，鏜內孔，鉆孔，攻牙，銑腰槽等，在這里我們在銑輪廓時選用面銑刀，鏜刀，鉆頭，絲攻等等。而鉆削加工時我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標卡尺，外徑千分尺，游標深度卡尺、螺紋塞規(guī)等。 2.4機械加工余量和工序尺寸以及公差的確定 (1)毛坯種類的選擇 由于零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用45鋼作為毛坯的制作形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-5，“切紙機螺母座”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT150，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，用鍛造毛坯。 3 確定切削用量及基本工時 工序10 粗銑左、右端面 機床：數(shù)控銑床 本工序為粗銑左、右端面的工序，所選刀具為硬質合金端銑刀。銑刀直徑d=80mm,寬度L=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)文獻12表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工材料為HT150，=145MPa，硬度為160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇=8，=+5。 已知銑削寬度=13mm，銑削深度mm。機床為數(shù)控銑床，工件裝在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進給量 根據(jù)文獻12表3.5，當使用YG6，銑床功率為7.5Kw（文獻12表3.30） ，采用對稱銑，故取 （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)文獻12表3.7和表3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于銑刀的直徑d=80mm，故銑刀的壽命T=180min。 （Ⅲ）確定銑削速度和每分鐘進給量 根據(jù)文獻12表3.27中公式計算： 公式中 =245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。 =91.16m/min = =326.90r/min 根據(jù)文獻12表3.30，數(shù)控銑床主軸轉速表，選擇n=300r/min，縱向進給量=235mm/min。 實際切削速度和每齒進給量分別為 = =75.36m/min = =0.08mm/z (Ⅳ)檢驗機床功率 根據(jù)文獻12表3.24，當，，，z=10,，近似。 根據(jù)數(shù)控銑床說明書機床主軸允許的功率為，， 故，因此選擇切削用量采用，即 ，，n=300r/min，m/min，。 2）基本工時計算 公式中，l=140mm，根據(jù)文獻12表3.26，對稱安裝銑刀入切量及超切量，則L=152mm。 工序20：粗銑、半精銑底部大端面 本工序為粗銑、半精銑底部大端面的工序，所選刀具為硬質合金端銑刀。由于加工材料為HT150，=145MPa，硬度為160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇=8，=+5。 已知銑削寬度=13mm，銑削深度mm。機床為數(shù)控銑床，工件裝在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進給量 根據(jù)文獻12表3.5，當使用YG6，銑床功率為7.5Kw（文獻12表3.30） ，采用對稱銑，故取 （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)文獻12表3.7和表3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于銑刀的直徑d=80mm，故銑刀的壽命T=180min。 （Ⅲ）確定銑削速度和每分鐘進給量 根據(jù)文獻12表3.27中公式計算： 公式中 =245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。 =91.16m/min = =326.90r/min 根據(jù)文獻12表3.30，數(shù)控銑床主軸轉速表，選擇n=300r/min，縱向進給量=235mm/min。 實際切削速度和每齒進給量分別為 = =75.36m/min = =0.08mm/z (Ⅳ)檢驗機床功率 根據(jù)文獻12表3.24，當，，，z=10,，近似。 根據(jù)數(shù)控銑床說明書機床主軸允許的功率為，， 故，因此選擇切削用量采用，即 ，，n=300r/min，m/min，。 2）基本工時計算 公式中，l=70mm，根據(jù)文獻12表3.26，對稱安裝銑刀入切量及超切量，則L=82mm。 工序30：銑長度25高度15面至尺寸 本工序為銑長度25高度15面至尺寸的工序,我們選擇機床：數(shù)控銑床 NT850，功率P=11kw； 刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 查相關資料可得，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20 1)銑削進寬度的選擇 根據(jù)實際工況，我們通過查相關資料可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進給量 經(jīng)查表可知 0.3 3)選擇速度 經(jīng)查表可知： 所以： 4)計算切削時間 查相關計算切削時間的資料》 可知： 所以， 5)計算銑削力 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設計簡明手冊》有 ： 式中： 所以， 6)校核機床功率 查相關計算切削時間的資料有 所以，機床的功率足夠 工序50：鏜兩端∮46內孔 機床：T613臥式鏜床 刀具：硬質合金鋼刀具YG3X (1)粗、精鏜∮46孔 粗鏜∮46孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進給量； 切削速度：通過查找相關設計手冊和規(guī)范，可知： 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為：，有 于是就有機床的切削速度： = 計算每分鐘進給量： 切削的長度l的計算： 計算刀具的切入長度： 計算刀具的切出長度： 有 計算行程次數(shù)： 計算機動時間： 半精鏜 ∮46孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進給量； 切削速度：通過查找相關手冊可知 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為：，有 于是就有機床的切削速度： = 計算每分鐘進給量： 切削的長度l的計算： 計算刀具的切入長度： 計算刀具的切出長度： 有 計算行程次數(shù)： 計算機動時間： 工序60：鏜兩端內孔深25至尺寸 機床：T613臥式鏜床 刀具：硬質合金鋼刀具YG3X (1)粗、精鏜∮46孔 粗鏜孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進給量； 切削速度：通過查找相關設計手冊和規(guī)范，可知： 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為：，有 于是就有機床的切削速度： = 計算每分鐘進給量： 切削的長度l的計算： 計算刀具的切入長度： 計算刀具的切出長度： 有 計算行程次數(shù)： 計算機動時間： 精鏜 孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進給量； 切削速度：通過查找相關手冊可知 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為：，有 于是就有機床的切削速度： = 計算每分鐘進給量： 切削的長度l的計算： 計算刀具的切入長度： 計算刀具的切出長度： 有 計算行程次數(shù)： 計算機動時間： 機床：搖臂鉆床。 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進給量：根據(jù)相關資料，查[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序70:銑主視圖中寬32扁位 機床：NT850數(shù)控銑床 刀具：硬質合金鋼刀具YG3X 切削深度： 進給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 即 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序90：鉆、攻8-M6深15螺紋孔 機床：搖臂鉆床。 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進給量：根據(jù)相關資料，查[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 4 零件編程 4.1鏜兩端內孔深25至尺寸 本次是要對切紙機螺母座相關工序進行編程，編程部件的加工處理順序，刀具運動軌跡的尺寸，工藝參數(shù)（主要運動和進給運動速度，切削深度）和輔助操作（刀，主軸反轉，冷卻液體開關，刀具等等。 1）普通編程的分類 普通編程又可分為手工編程和自動編程兩種。 手動編程，在制備過程的整個過程由手工完成。這就要求程序員要熟悉常用的代碼和編程規(guī)則，還要懂得機械加工工藝知識和數(shù)值計算。點或部分的幾何形狀的機械加工，常見的編程簡單，程序并不多，且手動的編程，可以實現(xiàn)。 自動編程是使用計算機來把信息變成可以由普通機床的處理程序，這是說，大多數(shù)普通編程的工作來實現(xiàn)要執(zhí)行的描繪信息到普通機床的一部分。 2）編程方法的選擇 刀具路徑的路徑主要由直線，圓弧，并且點的坐標是方便的，所以加工程序是用手工編程。 3）編程原點的確定 該零件為規(guī)則的回轉型零件，其坐標原點設在軸兩端面中心上面，這樣方便坐標的計算。其坐標原點如圖3.1所示。 4.1鏜兩端內孔深25至尺寸 N10 T0303 換錐柄麻花鉆 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600 N40 Z20 M08 N50 G98 G81 X-6 Y5 Z-23 R10 F60 鉆偏置通孔 N60 G0 Z100 M09 N70 M05 N80 M00 N90 T0404 換鏜刀 N100 M03 S800 N110 G00 X-6 Y5 Z20 M08 N120 G85 G99 X-6 Y5 Z-23 R2 F80 粗鏜孔 N130 G00 Z100 M09 N140 M05 N150 M00 N160 T0505 換鏜刀 N170 M03 S800 N180 G00 X-6 Y5 Z20 M08 N190 G85 G99 X-6 Y5 Z-23 R2 F40 精鏜孔 N200 G0 Z100 M09 N210 M05 N220 M00 N300 G80 G00 X0 Y0 Z100 M09 取消 N310 M05 主軸停止轉動 N320 M30 程序結束 4.2鏜兩端內孔深70至尺寸 N10 G01 G42 X80 Y60 刀具偏右，切線切入 N20 Z-5 切削量 N30 X25.6 Y60 N40 X19.36 Y46.1 粗鏜孔 N50 G03 X-19.36 R21.7 圓弧插補加工R21.7的圓弧 N60 G01 X-25.6 Y60 N70 X-75 Y-60 N80 Y32.3 N90 X-46.72 Y19.36 N100 G03 X-46.1 Y-19.36 R21.7 N110 G01 X-75 Y-32.3 N120 X-75 Y-60 N130 X-25.6 Y-60 N140 X-19.36 Y-46.1 N150 G03 X19.36 Y-46.1 R21.7 N160 G01 X25.6 Y-60 N170 X75 Y-60 N180 Y-32.3 N190 X46.72 Y-19.36 N200 G03 X46.72 Y19.36 R21.7 N210 G01 X60 Y32.3 N220 Y65 切線切出 N230 G00 X0 Y0 Z100 N240 M99 子程序調用結束 結 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是切紙機螺母座加工工藝規(guī)程及編程，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，發(fā)自內心地感謝我的老師和同學們的幫助，因為有了大家的幫助和支持，我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文，最后，向大家表示深深的感謝和祝福。 參考文獻 [1] 劉德榮．組合夾具結構簡圖的初步探討．組合夾具，1982. 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