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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 課題名稱 織機(jī)導(dǎo)板零件數(shù)控加工工藝與工裝設(shè)計(jì) 1 摘要 隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈 機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來(lái) 越快 數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表 在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮 著重要的作用 機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng) 其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng) 本次設(shè)計(jì)就 是進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)織機(jī)導(dǎo)板零件 側(cè)重于設(shè)計(jì)該零件的數(shù)控加工夾 具 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有 完成該零件的工藝規(guī)程 包括工藝過(guò)程卡 工序卡 和數(shù)控刀具卡 和主要工序的工裝設(shè)計(jì) 并繪制零件圖 夾具圖 用 G 代 碼編制該零件的數(shù)控加工程序 在則學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) CAPP 相關(guān)知識(shí) 并編制其構(gòu)架 其中此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的工裝夾具是重點(diǎn)和難點(diǎn) 關(guān)鍵詞 數(shù)控加工 機(jī)床夾具 數(shù)控編程 計(jì)算機(jī)輔助工藝 前言 本課題的設(shè)計(jì)意義在于了解織機(jī)導(dǎo)板零件功能及工作場(chǎng)合 進(jìn)行數(shù)控加工工 藝設(shè)計(jì) 編制程序 以及設(shè)計(jì)數(shù)控加工夾具 在期間將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)更正 將 技術(shù)更新 充分將數(shù)控技術(shù)發(fā)揮到相應(yīng)水平 隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展 數(shù)控設(shè)備 2 的需求也在增加 它們總的發(fā)展趨勢(shì)是 高精化 高速化 高效化 柔性化 智 能化和集成化 并注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性 制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè) 其增加值約占我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的 40 以上 而先進(jìn)的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成部分 數(shù)控技術(shù)又是 其核心技術(shù) 它的出現(xiàn)及所帶來(lái)的巨大效益 已引起了世界各國(guó)科技與工業(yè)界的 普遍重視 目前 國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床用量劇增 這就需要一大批面向生產(chǎn)第一線的熟 悉數(shù)控加工工藝 能夠熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床編程 操作和維護(hù)的應(yīng)用型高級(jí)技 術(shù)人員 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用 使機(jī)械加工的大量前期準(zhǔn)備工作與機(jī)械加工過(guò)程聯(lián)為 一體 使零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃 CAPP 和計(jì) 算機(jī)輔助制造 CAM 的一體化成為現(xiàn)實(shí) 使機(jī)械加工的柔性自動(dòng)化水平不斷提 高 本課題實(shí)踐性強(qiáng) 其理論源于生產(chǎn)實(shí)際 是歸根于生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié) 做本課 題必須注重理論同實(shí)際相結(jié)合 根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)條件靈活運(yùn)用理論知識(shí) 以獲得 解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的最佳方案 通過(guò)本課題的學(xué)習(xí) 應(yīng)基本掌握數(shù)控加工中的基 本知識(shí)和理論 達(dá)到本課程的要求 3 目錄 摘要 1 前言 2 一 設(shè)計(jì)課題分析 5 1 產(chǎn)品功能分析 5 2 零件的加工面 5 3 零件分析 5 4 從生產(chǎn)條件分析 5 5 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 5 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)說(shuō)明 6 1 毛坯的確定和材料分析 6 2 工藝安裝原則和方法 7 3 工序卡片安排原則 7 4 工序順序的安排 8 5 定位基準(zhǔn)的選擇 8 6 加工方法的選擇 9 7 工序集中與工序分散 9 8 零件加工工序 9 9 工藝裝備選擇 9 三 工裝夾具設(shè)計(jì) 9 1 夾具作用 10 2 選擇夾緊面時(shí)的原則 10 4 3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要?jiǎng)t 10 4 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化 11 5 夾具的剛度和強(qiáng)度 11 6 夾具的穩(wěn)定性 11 7 夾具與機(jī)床的位置關(guān)系 11 8 夾具與刀具的位置關(guān)系 11 9 夾具操作和使用上的要求 11 10 對(duì)安全和可靠性的要求 12 11 夾具零件結(jié)構(gòu)的工藝性 12 12 夾具體的方案分析及制訂 12 14 五 加工程序 15 六 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 17 七 參考資料 18 一 設(shè)計(jì)課題分析 1 產(chǎn)品功能分析 織機(jī)導(dǎo)板是橫機(jī)中重要的零部件 在橫機(jī)中起到走針線路的作用 2 零件的加工面 零件的加工面有 外圓 2 8 孔 內(nèi)外輪廓 鍵槽 3 零件分析 5 確定加工表面的可加工方案 該零件下方屬于回轉(zhuǎn)類零件 其外圓的加工具 有一定的局限性 特別適合以車削加工來(lái)完成 其他的方法有精車 磨削 或以 車代磨等等 這主要以零件外形及加工要求來(lái)決定以何種方法來(lái)完成加工 前提 是在保證質(zhì)量的同時(shí) 以最快的效率 最低的成本來(lái)完成工件的加工 對(duì)于一些 孔的加工無(wú)法以車磨加工 可以以另外的加工方法來(lái)完成 例如 鉆削 銑削 鉸削等等 一般以孔軸線的位置來(lái)確定 與外圓軸線重合的 可在銑床上加工 加工特殊表面 主要是零件的內(nèi)外輪廓加工 主要以銑削完成 也可以用加工中 心完成 其余適情況所定采用車 銑 磨等加工 零件結(jié)構(gòu)工藝性 零件形狀小 加工困難 其加工工藝不能一味的以普通的加工 來(lái)確定工藝 由于該零件的輪廓下表面存在帶槽的臺(tái)階圓柱 不易進(jìn)行一次性加 工 所以先加工輪廓下表面 兩個(gè)圓柱 再對(duì)上表面輪廓進(jìn)行銑削 零件技術(shù) 要求分析 1 零件精度要求 從零件圖紙上看 工件的尺寸要求并不大 表面粗 糙度也不高 但工件使用有一定的要求 故在加工時(shí)應(yīng)相應(yīng)提高一點(diǎn) 15 9 的 圓與走針表面有垂直度要求 而且在該表面上鉆兩個(gè) 8 的通孔 在加工時(shí)有一 點(diǎn)困難 2 零件的熱處理要求 加工完畢后進(jìn)行真空淬火處理其硬度為 HRC62 64 還需要振動(dòng)研磨 可以看出對(duì)零件的工作環(huán)境要求較高 工件要求強(qiáng)度好 4 從生產(chǎn)條件分析看 生產(chǎn)設(shè)備 生產(chǎn)批量等 該零件加工工藝采用普通車床 和數(shù)控銑床或加工中心及工序分散形式的生產(chǎn)方式進(jìn)行 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我 們以我院現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床為可選擇的加工設(shè)備 按大批量生產(chǎn)方式 生產(chǎn)綱領(lǐng)為 400 個(gè) 批 生產(chǎn)周期為兩周 包括熱處理 數(shù)控加工與普通加工相比具有的優(yōu) 點(diǎn)是 工序高度集中 可減少很多復(fù)雜的工裝夾具 可減少工件的裝夾次數(shù) 提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低工件在裝夾中的累積誤差 5 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 第一周 針對(duì)課題 收集資料 了解織機(jī)導(dǎo)板零件功能及工作場(chǎng)合 熟悉產(chǎn) 品圖紙及相關(guān)技術(shù)要求并完成開題報(bào)告 第二周 進(jìn)行織機(jī)導(dǎo)板零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 并填寫數(shù)控工藝卡片 第三周 編制織機(jī)導(dǎo)板零件數(shù)控加工程序 第四周 用仿真軟件調(diào)試數(shù)控加工程序 并學(xué)習(xí) CAPP 相關(guān)知識(shí) 第五周 編制導(dǎo)板類零件計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) CAPP 構(gòu)架 6 第六周 設(shè)計(jì)織機(jī)導(dǎo)板零件數(shù)控加工夾具 繪制并完成夾具裝配圖 第七周 繪制夾具零件圖 整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第八周 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)說(shuō)明 1 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù) 進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性 分析 確定零件制造的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 2 確定毛坯 包括選擇毛坯類型及其制造方法 繪制 毛坯圖 計(jì)算總余量 毛坯尺寸和材料利用率等 3 擬訂工藝路線 4 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及其公差 繪制工序 圖 5 選擇切削用量和計(jì)算時(shí)間的定額 6 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 7 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 選擇最佳方案 8 編制工藝文件 1 毛坯的確定和材料分析 由圖紙尺寸可定為毛坯尺寸為外圓直徑為 110mm 長(zhǎng)度為 65mm 材料 主要為 Cr12MOV 由于該零件用于切削加工 故應(yīng)選用結(jié)構(gòu)鋼來(lái)用作該零件材 料的選擇范圍 材料的選擇主要考慮以下幾個(gè)方面 硬度 HRC38 零件屬于機(jī)加 工 1 硬度 HRC38 硬度要求靠熱處理來(lái)保證 具體安排在工藝的哪個(gè)位置 應(yīng)該在工藝加以說(shuō)明 原則是既要切削性能好 又要工藝合理 且要工藝成本降 倒最低 2 硬度要求主要根據(jù)熱處理來(lái)保證 3 該零件材料 屬于難加工材料 4 切削能力要好 切削性能的好壞是零件加工中非常重要的 關(guān)系到切削 用量的選擇 熱處理的選擇 對(duì)零件最后的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用 7 綜合以上說(shuō)法 零件的材料 直接決定工件的熱處理成本 而且工件的機(jī)械 性能也跟熱處理用直接的關(guān)系 硬度 強(qiáng)度塑性 韌性 都是決定工件獲得良 好的切削加工性能因素 最好選擇易加工材料如 45 鋼等 但由于該零件的特殊 原因 可能導(dǎo)致其熱處理后性能會(huì)有彈性變形的存在 因此在切削加工之前就有 良好切削能力 而不是在預(yù)先熱處理之后切削性能 可以減少零件加工完畢后產(chǎn) 生較大的變形 2 工藝安裝原則和方法 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝 在一道工序中 工 件可能被裝夾一次或多次 才能完成加工 工件在加工中 應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù) 因?yàn)槎嘁淮窝b夾 就會(huì)增加裝夾的時(shí)間 還會(huì)增加裝夾誤差 安裝大概原則為在 加工合理的情況下應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù) 來(lái)減少裝夾時(shí)間和裝夾誤差 從而來(lái)提 高加工效率 原則和方法 首先要保證產(chǎn)品質(zhì)量 在保證質(zhì)量的前提下 最大限度的提高 生產(chǎn)率 滿足生產(chǎn)量的要求 并盡可能的減少耗費(fèi) 減少投資 降低制造成本 保證良好的經(jīng)濟(jì)性 數(shù)控加工中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 盡可能做到設(shè)計(jì)工藝 與編程計(jì)算基準(zhǔn)統(tǒng) 該零件以左側(cè)端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 應(yīng)該合理安排 2 盡量 將工序集中 3 避免占機(jī)人工調(diào)整 裝夾要迅速 該零件下面部分屬于軸類零件 以外圓定位并夾緊 一般的都是以三爪卡盤 裝夾 但由于該零件的形狀不是很規(guī)則又有一定的要求 根據(jù)上面的工藝分析 所以需要用數(shù)控專用來(lái)夾具來(lái)裝夾該零件 3 工序卡片安排原則 機(jī)械加工工藝卡片是在工藝過(guò)程卡片的基礎(chǔ)上 按每道工序所編制的一 種工藝文件 主要內(nèi)容有工序簡(jiǎn)圖 該工序中每個(gè)工序的加工內(nèi)容 工藝參數(shù) 操作要求以及所用的設(shè)備和工藝裝備等 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片是以工藝為單位的 簡(jiǎn)要說(shuō)明零件機(jī)械加工過(guò)程 的一種工藝文件 主要用于單件小批和中批生產(chǎn) 制定工藝規(guī)程是一項(xiàng)很復(fù)雜的 工作 它要求技術(shù)人員從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā) 理論聯(lián)系實(shí)際和工人結(jié)合起來(lái) 充分利用 現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 盡可能采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝 并保證良好的勞動(dòng)條件 4 工序順序的安排 原則 先粗后精 先主后次 8 先面后孔 基面先行 一 機(jī)械加工順序的安排 零件上需要加工的表面很多 而且每個(gè)需要加 工的表面往往不是一次加工就能達(dá)到設(shè)計(jì)要求 安排機(jī)械加工工序順序的任務(wù) 一是為各個(gè)表面的加工安排先后順序 二是在加工路線中為每個(gè)表面的各個(gè)加工 工序 安排具體的位置 首先 應(yīng)為零件上各個(gè)需要加工的表面選出合理的加工方案 然后 將次要 表面性質(zhì)相同的加工工序 放在與主要表面加工性質(zhì)相同的工序中完成 這樣 大多數(shù)次要表面的終加工 一般在主要表面的粗 半精加工中即可完成 但對(duì)于 那些與主要表面有密切位置關(guān)系的次要的表面加工 應(yīng)放在主要表面的精加工后 進(jìn)行 如外圓加工主要以車削加工為主 槽及輪廓加工主要以銑削為主 二 熱處理工序的安排 熱處理可以提高材料的力學(xué)性能 改善金屬的切 削性能及消除內(nèi)應(yīng)力 在制訂工藝路線時(shí) 應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì) 合理地安排熱處理工序 在機(jī)械制造中 常用的熱處理工序有 退火 正火 調(diào) 質(zhì) 時(shí)效 淬火 滲碳 糝氮 液體碳氮共糝 該零件要求熱處理為加工完畢后 硬度為 62 64 進(jìn)行真空淬火處理 三 輔助工序的安排 輔助工序包括檢驗(yàn) 去毛刺 清洗 防銹 去磁 平衡等 在輔助工序中 檢驗(yàn)工序是比較重要的 對(duì)保證加工質(zhì)量 防止繼續(xù)加 工前道工序中產(chǎn)生的廢品起著重要的作用 5 定位基準(zhǔn)的選擇 制訂工藝規(guī)程時(shí) 能否正確切合理地選擇定位基準(zhǔn) 將直接影響到被加工零 件的位置精度 各表面加工的先后順序 在某些情況下 還會(huì)影響到所采用工藝 裝備的復(fù)雜程度 因此 必須重視定位基準(zhǔn)的選擇 在軸的加工中 最常用的定位基準(zhǔn)主要是中心孔 為了保證中心孔不被鉆偏 斜 一般要先車端面后鉆中心孔 而且在加工過(guò)程中 中心孔應(yīng)始終保持準(zhǔn)確和 清潔 中心孔不僅是車削時(shí)的定位基準(zhǔn) 還是其他工序的定位基準(zhǔn) 又符合基準(zhǔn) 統(tǒng)一原則 以外圓表面作定位基準(zhǔn) 6 加工方法的選擇 根據(jù)零件圖分析中所述的方法 來(lái)進(jìn)一步確定其加工方法 加工方法主要考 慮零件的表面粗糙度和精度 除此之外 還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面 9 1 工件的材料因素 材料的選擇是圓棒料 加工完畢進(jìn)行熱處理 這樣 就會(huì)使工件具有一定的強(qiáng)度 2 工件的結(jié)構(gòu)和尺寸 零件結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜 查手冊(cè)可得知零件的最高精 度為 IT7 8 級(jí) 精度一般 3 生產(chǎn)類型和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件 從周期產(chǎn)量上看 以我院用的加工中心 數(shù)控車銑床的數(shù)量 其質(zhì)量也在這個(gè)區(qū)域內(nèi)屬不錯(cuò)的 在兩個(gè)星期內(nèi) 完成 400 件是完全可以的 終上述所分析 零件下部分屬于軸類零件 且加工精度不高 查機(jī)械加工工 藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 其最高精度為 IT7 級(jí) 車削外圓表面所用的加工方法精車即可 銑內(nèi)外輪廓考慮到其為零件的重要表面 故應(yīng)精銑較為合理 該零件有兩個(gè)孔 要鉆 鉆孔 2 8 由于位置精度要求較高 故應(yīng)定位要準(zhǔn)確 其先經(jīng)過(guò)鉆孔 再 擴(kuò)孔后進(jìn)一步鉸孔 7 工序集中與工序分散 工序集中 由于工序數(shù)目少 工藝路線較短 且員工操作人數(shù)較少 如用數(shù) 控設(shè)備 應(yīng)采用工序集中原則 保證效率 以最快的方式完成加工 工序分散 要求員工人數(shù) 加工設(shè)備較多 該零件加工面并不多 且員工人數(shù)不多 應(yīng)使工 序盡量集中 8 零件加工工序 綜合上述 加工工序如下 下料 車端面 打中心孔 車外圓 車臺(tái)階 銑內(nèi)輪廓 銑外輪廓 割槽 磨走針表面 鉗工終檢 清洗 檢驗(yàn)入庫(kù) 9 工藝裝備選擇 工藝裝備 TK7640 數(shù)控銑床 HNC 22M 數(shù)控加工中心 游標(biāo)卡尺 外徑千 分尺測(cè)量 5 麻花鉆 3 中心鉆 7 5 擴(kuò)孔鉆 90 度外圓車刀 45 度端 面車刀 寬為 4 的割槽刀 球頭銑刀 端面銑刀 三 工裝夾具 1 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程分析 首先 夾具最終是要被安裝在機(jī)床工作臺(tái)上的 應(yīng)該首先考慮夾具上面零件的布 置與機(jī)床基本尺寸的聯(lián)系 在確定了各部件的相對(duì)位置之后 才可以展開設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)必須要考慮到定位精度的問(wèn)題 定位精度主要與定位基準(zhǔn)是否與工序基 準(zhǔn)重合 定位基準(zhǔn)的形式和精度 定位元件的形式和精度 定位元件的布置方式 10 定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān) 由于該零件比較簡(jiǎn)單 外形不復(fù)雜 小批量生產(chǎn) 所以選擇平口虎鉗比較合適 2 設(shè)計(jì)目的 1 能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí) 正確解決工件在加工時(shí)的定位和夾緊問(wèn)題 選擇 合理的方案 進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)題意設(shè)計(jì)出符合優(yōu)質(zhì) 高效 低成本的夾具 2 學(xué)習(xí)正確的調(diào)查研究方法 收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料 掌握正確的夾具設(shè)計(jì)思想 方法和手段 學(xué)會(huì)正確使用有關(guān)手冊(cè)及其它技術(shù)資料 3 分析研究結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力 4 進(jìn)一步了解有關(guān)機(jī)床 刀具和量具等工裝知識(shí) 3 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)指零件上用來(lái)確定其它點(diǎn) 線 面所依據(jù)的點(diǎn) 線 面 由于是小批量生產(chǎn)前三道工序 X 軸分中 Y 軸以虎鉗前面為基準(zhǔn) 并且校前面 與 X 軸平行 后三道工序采用定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則 以右端面 前面 底 平面為定位基準(zhǔn) 4 切削力與夾緊力計(jì)算 目前生產(chǎn)實(shí)際中采用的切削力計(jì)算公式都是通過(guò)大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理而得 到的經(jīng)驗(yàn)公式 這些經(jīng)驗(yàn)公式主要有兩種形式 指數(shù)切削力形式和切削層單位面 積切削力形式 夾緊力的三要素 夾緊力的方向 作用點(diǎn)和大小 夾緊力的方向應(yīng)垂直指向主要 定位基準(zhǔn)面 應(yīng)使所需夾緊力盡可能小 使工件變形盡可 能小 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件所形成的支承面內(nèi) 應(yīng)落在剛 性較好的部位上 應(yīng)盡量靠近加工表面 對(duì)夾緊裝置的基本要求 夾緊力大小 適中 不使工件變形 夾緊不移位 加工不松動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 生產(chǎn)率 高 3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要?jiǎng)t 1 夾具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系 在大批量生產(chǎn)中 應(yīng)采用高效 省力 的專用夾具 2 在中小批生產(chǎn)中 應(yīng)盡量采用各種形式的通用夾具 可調(diào)整夾具 組裝夾具和組合夾具配置或更換適當(dāng)?shù)膶Ｓ昧慵蚋郊?以適應(yīng)多品種生產(chǎn)的要 求 在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí) 結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單 4 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí) 要盡量采用通用部件和標(biāo)準(zhǔn)元件 減少非標(biāo)準(zhǔn)零件 以提高夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 縮短設(shè)計(jì)和制造周期 5 夾具的剛度和強(qiáng)度 夾具的零件和部件結(jié)構(gòu)緊湊 簡(jiǎn)單 既要重量輕又要有足夠的剛度和強(qiáng) 度 以保證裝在夾具上的各個(gè)元件的位置不變 并且在加工過(guò)程中不發(fā)生振動(dòng) 從而保證工件的加工精度 11 6 夾具的穩(wěn)定性 1 夾具應(yīng)具有盡可能大的穩(wěn)定性 對(duì)于不固定在工作臺(tái)上的夾具尤為 重要 2 夾具在受切削力或沖擊時(shí) 不至于翻倒 3 夾具定位底面的尺寸應(yīng)適當(dāng)大于夾具的高度 4 夾具體應(yīng)具有適當(dāng)寬度的邊緣底面或支承面地腳 由于本次零件尺寸較小 所用到夾具零件 支承元件也相對(duì)較小 對(duì)零 件穩(wěn)定性不好 因此需要對(duì)夾具用底座加以穩(wěn)固 可加寬加厚加高 保證零 件不會(huì)動(dòng)搖 此底座長(zhǎng)為 535mm 寬為 140mm 高為 88mm 7 夾具與機(jī)床的位置關(guān)系 1 夾具在機(jī)床上的安裝位置和聯(lián)接要正確可靠 2 必要時(shí)在夾具體上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)夾具 位置或中心用的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)圓 3 夾具的輪廓尺寸要與機(jī)床允許的范圍相適應(yīng) 回轉(zhuǎn)夾具在回轉(zhuǎn)時(shí)不 應(yīng)與機(jī)床發(fā)生干涉 8 夾具與刀具的位置關(guān)系 1 夾具與刀桿或刀夾在安裝和加工過(guò)程中不發(fā)生干涉 2 夾具安裝在機(jī)床后 應(yīng)能使用刀具裝卸和換刀方便 9 夾具操作和使用上的要求 1 裝卸方便 2 便于操作 3 清除切屑容易 并盡量將排屑口設(shè)置在夾具的前面或兩側(cè) 4 夾具在機(jī)床上的安裝要簡(jiǎn)易 5 使用輕便沒(méi)有可能失落的可卸小零件 10 對(duì)安全和可靠性的要求 浮動(dòng)夾具使零件在夾具的適當(dāng)位置設(shè)置可以調(diào)整的壓塊旋轉(zhuǎn)夾具上的零 件要防止在工作過(guò)程中松脫并加防護(hù)裝置 11 夾具零件結(jié)構(gòu)的工藝性 保證夾具零件在加工過(guò)程中和裝配時(shí)便于加工 測(cè)量和調(diào)整維修方便 12 夾具體的方案分析及制訂 一 制訂總體方案 12 由于零件下部分屬于軸類零件 本夾具是加工上表面的內(nèi)外輪廓的銑夾具 設(shè)計(jì)的方法很多 加工的步驟也是多種的 最終的方案是為了滿足夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 加工零件精度高和經(jīng)濟(jì)性等要求 二 夾具體零件的制訂與分析 本方案中機(jī)床采用本院的華中系統(tǒng)的數(shù)控銑床 1 夾具底座具體見(jiàn)零件圖 夾具底座與主軸是垂直的 并與機(jī)床工作臺(tái)直接連接 并用螺釘緊固聯(lián)接 防止 緊固時(shí)發(fā)生元件的干涉 夾具底座的厚度要結(jié)合考慮各元件的尺寸來(lái)給定 且厚 度不能太小 防止剛度強(qiáng)度不足 三 夾具的操作使用 首先調(diào)整浮動(dòng)壓板 再把工件放在 V 形塊和壓板之間 靠螺栓連接在一 起 五 加工程序 該零件輪廓程序 00001 G54 G00 G05 G90 G17 S1000 M3 G04 K500 G51 E0 01 X0 0 Y0 0 G00 X 29 959 Y1 899 Z50 0 M9 Z1 0 G01 Z0 0 F105 X 43 5 Y19 23 F350 X 38 345 Y21 808 G02 X 36 556 Y22 23 I1 789 J 3 578 13 G01 X 32 657 G02 X 29 828 Y21 058 I0 0 J 4 0 G01 X 23 157 Y14 387 G03 X 18 915 Y12 63 I4 243 J4 243 G01 X 13 885 G03 X 9 643 Y14 387 I0 0 J6 0 G01 X 4 172 Y19 858 G02 X 1 343 Y21 03 I2 828 J 2 828 G01 X1 343 G02 X4 172 Y19 858 I0 0 J 4 0 G01 X9 643 Y14 387 G03 X13 885 Y12 63 I4 243 J4 243 G01 X18 915 G03 X23 157 Y14 387 I0 0 J6 0 G01 X29 828 Y21 058 G02 X32 657 Y22 23 I2 828 J 2 828 G01 X36 556 G02 X38 345 Y21 808 I0 0 J 4 0 G01 X43 5 Y19 23 X16 419 Y 15 433 G02 X13 267 Y 16 97 I 3 152 J2 463 G01 X10 06 G02 X6 596 Y 14 97 I0 0 J4 0 G03 X1 4 Y 11 97 I 5 196 J 3 0 G01 X 1 4 G03 X 6 596 Y 14 97 I0 0 J 6 0 G02 X 10 06 Y 16 97 I 3 464 J2 0 G01 X 13 267 G02 X 16 419 Y 15 433 I0 0 J4 0 G01 X 29 959 Y1 899 G00 Z50 0 M09 M30 以上程序是通過(guò)該零件的圖紙導(dǎo)入到 Cimatron 軟件中自動(dòng)而生成的 但必須在 該軟件中使用運(yùn)行 14 六 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 八周的時(shí)間 雖一晃而過(guò) 但在這短暫的時(shí)間里 我從查找資料 編寫開題 報(bào)告 編制工藝路線 設(shè)計(jì)工裝夾具 最后對(duì)自己的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行總結(jié) 編制成 說(shuō)明書 回顧這八周的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我進(jìn)步了不少 能夠獨(dú)立思考 通過(guò)查閱書籍 資料設(shè)計(jì)出工裝夾具 雖然我設(shè)計(jì)的這套夾具不是最方便 最便捷的 但我的思 路是清楚的 因?yàn)槲沂峭ㄟ^(guò)不斷的改進(jìn)中得出的 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束 也就代表 我即將走出校園踏入社會(huì)去適應(yīng)工作 希望在今后的工作中能學(xué)的更多 做的更 好 這次的指導(dǎo)老師給了我很大的幫助 也讓我學(xué)到了很多東西 在此感謝指導(dǎo) 老師的細(xì)心教導(dǎo) 七 參考資料 1 崔兆華主編 數(shù)控加工工藝 山東科技出版社 2002 3 2 孟少華主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 5 3 編寫組編 簡(jiǎn)明熱處理手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 3 15 4 王小華主編 機(jī)床夾具圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 8 5 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽(yáng)工學(xué)院 第一汽車制造廠編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1988 年 4 月版 6 胡家秀主編 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 7 陳志雄 余小燕主編 數(shù)控編程技術(shù) 科學(xué)出版社 2005 年 8 高魯民主編 機(jī)床夾具 勞動(dòng)人事出版社 1989 年 9 張振明主編 現(xiàn)代 CAPP 技術(shù)與應(yīng)用 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2003 年 10 徐偉主編 數(shù)控機(jī)床仿真實(shí)訓(xùn) 電子工業(yè)出版社 2004 年 8 月 11 錢祥生 陳萬(wàn)領(lǐng)主編 開目 capp 軟件自學(xué)教程 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 年 8 月 緒言 金屬切削機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器 所以又稱為工作母機(jī) 機(jī)械制造行業(yè)所用 的機(jī)床 工具和制造過(guò)程組成了機(jī)械制造系統(tǒng) Manufacturing system 從只 包括一臺(tái)機(jī)床的機(jī)械制造系統(tǒng)中可看出 一個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)是由機(jī)床 工具和制 造過(guò)程三部分組成的閉合回咯系統(tǒng) 機(jī)床由三個(gè)子系統(tǒng)組成 1 定位 Positioning 子系統(tǒng) 2 運(yùn)動(dòng) Movement 子系統(tǒng) 3 能量 Energy 子系統(tǒng) 工具 Tool 包括刀具和夾具 輔助裝置與各系統(tǒng)形成回路 數(shù)字控制機(jī)床 Numerical Control Machine Tools 簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床 這是一 種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù) 它把機(jī)械加工過(guò)程中的各種控制信息 用代碼化的數(shù)字表示 通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置 經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出 各種控制信號(hào) 控制機(jī)床的動(dòng)作 按圖紙要求的形狀和尺寸 自動(dòng)地將零件加工 出來(lái) 數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜 精密 小批量 多品種的零件加工問(wèn)題 是 一種柔性的 高效能的自動(dòng)化機(jī)床 代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向 是一 種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 按照零件加工的技術(shù)要求和工藝要求 編寫零件的加工程序 然后將加工程 序輸入到數(shù)控裝置 通過(guò)數(shù)控裝置控制機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 更換刀具 以及工件的夾緊與松開 冷卻 潤(rùn)滑泵的開與關(guān) 使刀具 工件和其它輔助裝置 嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序 軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作 從而加工出符合圖紙要求 的零件 數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì) 數(shù)控裝置 伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體四個(gè)部分組成 如下圖所示 16 數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程 1 加工信息 控制介質(zhì)以指令的形式記載各種加工信息 如零件加工的工藝 過(guò)程 工藝參數(shù)和刀具運(yùn)動(dòng)等 將這些信息輸入到數(shù)控裝置 控制數(shù)控機(jī)床對(duì)零 件切削加工 2 數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心 其功能是接受輸入的加工信息 經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼 運(yùn)算和邏輯處理 向伺服系統(tǒng)發(fā) 出相應(yīng)的脈沖 并通過(guò)伺服系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件按加工程序指令運(yùn)動(dòng) 3 伺服系統(tǒng) 輔助控制 伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成 通常 所說(shuō)數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成 因此說(shuō)伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí) 行系統(tǒng) 數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進(jìn)給速度和進(jìn)給方向位 移 每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng) 有的伺服系統(tǒng)還有位置測(cè)量 裝置 直接或間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位移量 并反饋給數(shù)控裝置 對(duì)加工的誤 差進(jìn)行補(bǔ)償 4 機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的本體與普通機(jī)床基本類似 不同之處是數(shù)控機(jī)床結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單 剛性好 傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機(jī)床的絲杠和齒條傳動(dòng) 主軸 變速系統(tǒng)簡(jiǎn)化了齒輪箱 普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制 數(shù)控機(jī)床加工工件的過(guò)程如圖所示 數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程 1 在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí) 首先要根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案 用規(guī) 定的格式編寫程序單 并且記錄在程序載體上 2 把程序載體上的程序通過(guò)輸入裝置輸入到數(shù)控裝置中去 3 數(shù)控裝置將輸入的程序經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后 向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出 信號(hào) 4 伺服系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的信號(hào) 通過(guò)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu) 如步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 直流伺服電動(dòng)機(jī) 交流伺服電動(dòng)機(jī) 經(jīng)傳動(dòng)裝置 如滾珠絲杠螺母副等 驅(qū)動(dòng) 機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件 使機(jī)床按規(guī)定的動(dòng)作順序 速度和位移量進(jìn)行工作 從而制造 輔助控制 17 出符合圖樣要求的零件 由上述數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程可知 數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體 數(shù)控 裝置 伺服驅(qū)動(dòng)裝置 機(jī)床主體和其他輔助裝置 根據(jù)以上的介紹后 大體知道機(jī)床的產(chǎn)生及數(shù)控機(jī)床的定義 數(shù)控機(jī)床工作 原理 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程 但在當(dāng)今 有許多數(shù)控機(jī)床使用廠 家對(duì)目前生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)床剛度提出更高要求 因?yàn)閯偠葘⒅苯佑绊?精度 機(jī)床的精度主要由滾珠絲杠決定 當(dāng)滾珠絲杠本身精度達(dá)到后 其支撐件 軸承座 也是起著關(guān)鍵的作用 其支撐件剛性要好 這樣對(duì)支撐滾珠絲杠的軸 承提出剛性要好的要求 軸承座的定位安裝精度直接影響軸承座的定位精度 也 就是直接影響到所加工產(chǎn)品的精度 由此我們校辦廠提出要求我們?cè)O(shè)計(jì)滿足滾珠 絲杠的要求的軸承座 并且在原有的剛度下提高滾珠絲杠的剛度 以達(dá)到更高的 加工精度