儀表殼體類零件參數(shù)化及其數(shù)控編程和夾具設(shè)計【儀表殼體類零件機械加工工藝規(guī)程及其鉆φ28孔工裝夾具設(shè)計】

儀表殼體類零件參數(shù)化及其數(shù)控編程和夾具設(shè)計【儀表殼體類零件機械加工工藝規(guī)程及其鉆φ28孔工裝夾具設(shè)計】,儀表殼體類零件機械加工工藝規(guī)程及其鉆φ28孔工裝夾具設(shè)計,儀表殼體類零件參數(shù)化及其數(shù)控編程和夾具設(shè)計【儀表殼體類零件機械加工工藝規(guī)程及其鉆φ28孔工裝夾具設(shè)計】,儀表,殼體,零件,參數(shù),及其,數(shù)控,編程 編號： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目： 儀表殼體類零件參數(shù)化設(shè)計 及其數(shù)控編程 院 （系）： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 孫 超 學(xué) 號： 1053100437 指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué) 姓 名： 惲 志 東 職 稱： 副 教 授 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) ¨應(yīng)用研究 2013 年 12月 20 日 摘 要 儀表殼體零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 53 Abstract shell parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design. Keywords: process, cutting dosage, clamping, positioning 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形狀 2 2.2零件的工藝分析 2 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2 基面的選擇 3 3.3 制定工藝路線 3 3.3.1 工藝路線方案一 4 3.3.2 工藝路線方案二 5 3.3.3 工藝方案的比較與分析 6 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 7 3.4.1 機床選用 7 3.4.2 選擇刀具 7 3.4.3 選擇量具 7 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 3.6確定切削用量及基本工時 9 第4章 鉆孔夾具設(shè)計 27 4.1 研究原始質(zhì)料 27 4.2 定位、夾緊方案的選擇 27 4.3切削力及夾緊力的計算 27 4.4 誤差分析與計算 29 4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31 第5章 零件的數(shù)控加工編程 32 5.1 基于UG的零件的建模 32 5.2 初始參數(shù)設(shè)定 32 5.3 創(chuàng)建刀具 34 5.4 創(chuàng)建銑面加工操作 35 5.5 創(chuàng)建銑臺階加工操作 37 5.6 鉆孔加工 39 5.7 模擬刀軌及后處理 43 總 結(jié) 51 參 考 文 獻 52 致謝 53 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。 儀表殼體零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是儀表殼體零件，主要作用是起連接作用。 零件的實際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT10-16，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 儀表殼體零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車外圓，表面粗糙度值3.2。4. 車內(nèi)孔及臺階，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 儀表殼體共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：外圓端面，內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ內(nèi)圓直接在車床上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 本儀表殼體假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為HT10-16，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT10-16，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇，對像儀表殼體這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗車 粗車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 100 精車 精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 110 車 車φ78x2的槽 120 粗車 粗車一側(cè)面φ58、φ30孔系 130 精車 精車一側(cè)面φ58、φ30孔系 140 粗車 粗車一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精車 精車一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗車 粗車另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 170 精車 精車另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側(cè)面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側(cè)面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內(nèi)部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.3.2 工藝路線方案二 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗鏜 粗鏜前后端面φ56、φ62φ120、、φ160孔系 100 精鏜 精鏜前后端面φ56、φ62φ120、、φ160孔系 110 鏜 鏜φ78x2的槽 120 粗鏜 粗鏜一側(cè)面φ58、φ30孔系 130 精鏜 精鏜一側(cè)面φ58、φ30孔系 140 粗鏜 粗鏜一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精鏜 精鏜一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗鏜 粗鏜另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 170 精鏜 精鏜另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側(cè)面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側(cè)面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內(nèi)部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗車 粗車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 100 精車 精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 110 車 車φ78x2的槽 120 粗車 粗車一側(cè)面φ58、φ30孔系 130 精車 精車一側(cè)面φ58、φ30孔系 140 粗車 粗車一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精車 精車一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗車 粗車另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 170 精車 精車另外一側(cè)面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側(cè)面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側(cè)面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內(nèi)部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “儀表殼體” 零件材料為HT10-16，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT10-16密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄造 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 工序10、20、30：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算 工序40、50：粗銑、精銑前端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序60、70：粗銑、精銑后端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取，取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序50：銑削頂部凸臺 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：取：取銑削速度 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序90、100：粗車、精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序120、130：粗車、精車一側(cè)面φ58、φ30孔系 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序140、150：粗車、精車一側(cè)面φ25孔、φ28X1.3槽位 由于與工序120、130相似，故不在一一列舉計算過程。 工序160、170：粗車、精車一側(cè)面φ66孔、φ40孔 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序180 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 工序200：鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先鉆孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔φ13 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序250：鉆擴鉸內(nèi)部φ15孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先鉆孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔φ15 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序260 插鍵槽 已知工件材料為HT10-26， 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，插床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，插刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)插刀直齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，插削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)插床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，插削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)插床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求?；緯r間 根據(jù)資料所知基本時間為： t= t==3.6min 第4章 鉆孔夾具設(shè)計 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工鉆孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對鉆孔加工前，底平面進行了粗、精銑加工因此，定位、夾緊方案有： 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，儀表殼體上的裝配基準為平面，而它們又是儀表殼體上其他要素的設(shè)計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高儀表殼體各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側(cè)面為定位基準。 4.3切削力及夾緊力的計算 鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。 由文獻可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力： 有： 安全系數(shù)K可按： 式中：安全系數(shù) 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖5.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和4個側(cè)面定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，該工件為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 第5章 零件的數(shù)控加工編程 5.1 基于UG的零件的建模 ? 點擊草圖按鈕，進入草圖界面 ? 綜合各種方法，建立草圖模型，利于尺寸約束確定形狀 ? 單擊完成草圖按鈕，回到建模界面，建立底部模型 ? ，利用拉伸建立實體 拉伸生成實體 5.2 初始參數(shù)設(shè)定 1.準備毛坯 2.CNC加工：按照“粗→半精→精-清根加工”的一般順序進行加工。 3.進入加工模塊，初始化加工環(huán)境，選擇“mill_contour”進入加工環(huán)境。 4.選擇“加工導(dǎo)航器”中的“幾何視圖”在左側(cè)“操作導(dǎo)航器”欄選擇坐標系設(shè)置“MCS_MILL”，指定坐標系原點為工件正中央，在間隙設(shè)置里指定安全平面，選擇工件上表面，設(shè)定偏置為15。如圖所示： 5.選擇“WORKPIECE”打開，指定部件為加工幾何體，指定毛坯為毛坯幾何體，指定材料為CARBON STEEL，單擊顯示圖標。如圖所示： 5.3 創(chuàng)建刀具 1.在插入工具條中點創(chuàng)建刀具按鈕，在刀具類型中選擇第一個立銑刀圖標，輸入刀具名稱“D20”，在銑刀參數(shù)中選擇“5-參數(shù)”，直徑設(shè)置為20mm，長度設(shè)置為166mm，刀刃長度設(shè)置為100mm，刀刃數(shù)為2，刀具號設(shè)置為1。如圖所示： 同理，創(chuàng)建其余刀具：分別是D10、D10R0.5、D10R5。 D10刀具參數(shù)：直徑10mm，長度150mm，刀刃長度100mm，刀刃數(shù)3，刀具號為2 D10R0.5刀具參數(shù)：直徑10mm，長度125mm，刀刃長度55mm，刀刃數(shù)2，刀具號為3 D10R5刀具參數(shù)：直徑10mm，長度130mm，刀刃長度11mm，刀刃數(shù)2，刀具號為4 5.4 創(chuàng)建銑面加工操作 在加工導(dǎo)航器中切換到“加工方法視圖”，在操作導(dǎo)航器中選擇MILL_ROUGH,右鍵彈出菜單，選擇插入→操作，在類型中選擇mill_contour，在操作子類型中選擇第一個型腔銑CAVITY_MILL，程序設(shè)置PROGRAM，刀具設(shè)置D20，幾何體設(shè)置WORKPIECE，方法MILL_ROUGH，確定進入型腔銑對話框。 在刀軌設(shè)置里切削模式選擇“跟隨周邊”，步距恒定，距離為5mm，全局每刀深度3mm。如圖所示： 編程基本參數(shù)表 參 數(shù) 參 數(shù) 值 參 數(shù) 參 數(shù) 值 刀具材料 硬質(zhì)合金 進給速度 200 刀具類型 端面銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 800 刀具刃數(shù) 2 公 差 0.03 刀具直徑 20 切削步距 5 刀具半徑 10 切削深度 3 圓角半徑 / 加工余量 側(cè)壁 1 快進速度 5000 底面 0 打開“切削參數(shù)”按鈕，在“策略”選項卡里選擇“切削方向”為順銑，“切削順序”為深度優(yōu)先，“圖樣方向”向內(nèi)；在“余量”選項卡里設(shè)置部件側(cè)面余量1mm，部件底部面余量0,內(nèi)外公差為0.03mm；在“連接”選項卡中設(shè)置區(qū)域排序為優(yōu)化，勾選區(qū)域連接；其余參數(shù)默認設(shè)置。如圖所示： 打開“非切削移動”按鈕，在進刀選項卡封閉區(qū)域中設(shè)置進刀類型為螺旋，直徑為刀具直徑的90%，；在開放區(qū)域中設(shè)置進刀類型為線性，長度為50%。 在傳遞/快速選項卡中設(shè)置安全設(shè)置為平面，指定平面為工件上表面偏置15mm傳遞類型為間隙。其余設(shè)置為默認設(shè)置，如圖所示： 在進給和速度選項里，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為800，切削為200，其余參數(shù)如圖： 點擊生成按鈕，生成刀軌，如圖所示： 5.5 創(chuàng)建銑臺階加工操作 在加工導(dǎo)航器中切換到“加工方法視圖”，在操作導(dǎo)航器中選擇MILL_SEMI_FINISH,右鍵彈出菜單，選擇插入→操作，在類型中選擇mill_contour，在操作子類型中選擇第一個型腔銑CAVITY_MILL，程序設(shè)置PROGRAM，刀具設(shè)置D10，幾何體設(shè)置WORKPIECE，方法MILL_SEMI_FINISH，確定進入型腔銑對話框。 在刀軌設(shè)置里切削模式選擇“配置文件”，步距為刀具直徑的50%，全局每刀深度1mm。 編程基本參數(shù)表 參 數(shù) 參 數(shù) 值 參 數(shù) 參 數(shù) 值 刀具材料 硬質(zhì)合金 進給速度 300 刀具類型 端面銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 1590 刀具刃數(shù) 2 公 差 0.03 刀具直徑 10 切削步距 刀具直徑50% 刀具半徑 5 切削深度 3 圓角半徑 / 加工余量 側(cè)壁 0.25 快進速度 5000 底面 0.25 打開“切削參數(shù)”按鈕，在“策略”選項卡里選擇“切削方向”為順銑，“切削順序”為層優(yōu)先；在“余量”選項卡里設(shè)置部件側(cè)面余量0.25mm，部件底部面余量0.25,內(nèi)外公差為0.03mm；在“連接”選項卡中設(shè)置區(qū)域排序為優(yōu)化，勾選區(qū)域連接，“開放刀路”為保持切削方向；其余參數(shù)默認設(shè)置。 打開“非切削移動”按鈕，在進刀選項卡封閉區(qū)域中設(shè)置進刀類型為螺旋，直徑為刀具直徑的90%，傾斜角度15°；在開放區(qū)域中設(shè)置進刀類型為線性，長度為50%。 在傳遞/快速選項卡中設(shè)置安全設(shè)置為平面，指定平面為工件上表面偏置15mm傳遞類型為間隙。其余設(shè)置為默認設(shè)置 在進給和速度選項里，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為1590，切削為300。 點擊生成按鈕，生成刀軌，如圖所示： 5.6 鉆孔加工 (2) 單擊“WORKPIECE”點擊右鍵點擊“插入”，選擇“幾XX體”，如圖。類型選擇“drill” 。幾XX子類型選擇第三項，如圖。名稱改為“DRILL-GEOM2”，單擊“確定”按鈕。開始創(chuàng)建幾XX體“DRILL-GEOM2”。 (3) 單擊“指定孔”的右邊圖標，如圖2.5。單擊“選擇”，如圖。選擇中間所有孔，如圖。點擊“確定”按鈕。點擊“附加”按鈕，如圖，點擊“確定”。下面操作和創(chuàng)建上一個幾XX體一樣。點擊“指定部件表面”按鈕。選擇上表面，單擊“確定”。單擊“指定底面”。按鼠標中間按鈕翻轉(zhuǎn)工件，選定下表面，單擊“確定”。幾XX體“DRILL-GEOM2”創(chuàng)建完畢。 第三步: 創(chuàng)建刀軌加工程序。 （1） 單擊“程序順序視圖”單擊“PROGROM”右鍵選擇“插入”，選擇“操作”。如圖，開始創(chuàng)建。 （2） 創(chuàng)建“DRILL-GEOM1”的刀軌程序。類型選擇“drill”，操作子類型選擇點鉆，如圖3.0。刀具選擇“SPOIDRILL-TOOL (DrillTooL)”如圖，幾XX體選擇“DRILL-GEOM1”，“確定”，如圖。彈出菜單選擇“選項”選項卡里的“編輯顯示”，如圖?！暗毒唢@示”選項選擇“”，如圖，“確定”。選項“操作”，單擊第一項，如圖?！按_定”，完成“DRILL-GEOM1”的程序，如圖。 (3) 創(chuàng)建“DRILL-GEOM2”的刀軌程序。 單擊“程序順序視圖”單擊“PROGROM”右鍵選擇“插入”，選擇“操作”。類型選擇“drill”，