電織機導板零件數控加工工藝與工裝設計

電織機導板零件數控加工工藝與工裝設計,織機,導板,零件,數控,加工,工藝,工裝,設計 畢業(yè)設計開題報告 課題名稱: 織機導板零件數控加工工藝與工裝設計 系 別 現代制造工程系 專 業(yè) 數控技術 班 級 數控0541 姓 名 阮燕燕 學 號 0505024102 指導教師 李柱 畢業(yè)設計開題報告 題目：織機導板零件數控加工工藝與工裝設計 1． 本課題的來源、選題依據： 本課題來源于杭州嘉升機械有限公司 選題依據： ⑴本課題為嘉升機械公司生產的織機導板零件，織機導板上的翻針導塊是橫機的一個零件，橫機的基本結構可以按其功能屬性劃分為支承機構,編織機構,給紗機構,驅動機構,牽拉機構和輔助工具（刮針板,翻針板,收針柄和套針板等）； [2]數控銑床，加工中心設備樣本資料及相關技術資料見圖紙； [3]數控加工工藝設計及CAPP基礎教程； [4]工廠設備條件，技術力量和產品生產批量； [5]學習基礎知識，做好相關的準備工作； [6]鞏固提高所學的專業(yè)知識，貼近實踐生產，為進入企業(yè)打下扎實的基礎。 2． 本課題的設計（研究）意義（相關技術的現狀和發(fā)展趨勢）： ?? 中國針織工業(yè)經近百年的發(fā)展，特別是近二十年的迅速發(fā)展，已經成為紡織工業(yè)的重要產業(yè)之一。其中非國有企業(yè)發(fā)展迅速，已接近針織行業(yè)的88%，針織行業(yè)生產能力集中在華東地區(qū)及廣東省，并已形成了一批相對集中的產銷基地，尤其在社會主義市場經濟發(fā)展過程中，帶動和促進了我國針織機械工業(yè)的發(fā)展。與改革開放前相比，中國的針織機械工業(yè)發(fā)展至今已有一定規(guī)模，所有針織機械類產品包括圓緯機、?經編機、橫機、襪機及鉤編機五大系列產品，在我國均有生產。由于統計渠道關系，雖然不能完全掌握我國針織機械生產銷售情況，但我國生產銷售針織機械產品已有相當規(guī)模，并已投放市場。? ????? 針織機械生產企業(yè)有劇增、實力有增強；? 針織產品有發(fā)展，技術水平有提高。國產針織機械產品近幾年發(fā)展呈現出如下特點：（1）電腦控制技術和電子提花技術已在各類針織機械產品中普遍應用，在圓緯機、橫機、襪機、人造毛皮機和經編用整經機上都有采用，填補了國內多年來在這方面的空白，擴大了機器控制功能和控制范圍，提高了控制性能，實現了電子提花，擴大了提花范圍和花色品種，提高了機器的技術水平，使一些機型達到了二十世紀九十年代國際先進水平。國產的圓緯機、襪機、橫機電腦控制系統已經為主機批量配套采用（2）為適應市場需要，除基本產品品種逐漸增補已比較齊全外，規(guī)格系列增補也比較齊全并向兩頭發(fā)展，如圓緯機最大筒徑可達38、40英寸，機號可達E36，經編機機幅可達180英寸，機號可達32，電腦橫機最大規(guī)格可達60英寸，機號可達E18。 （3）增強了機器通用性、多功能性，如單面圓緯機中四針道、毛圈和襯緯單面機可以相互轉換，一機多用；在一定范圍內，同一臺機器其不同規(guī)格的針筒可以相互調換，實現一機多規(guī)格使用；機械提花與電子提花機器可以轉換等等。 （4）結合國情和實際需要，自主開發(fā)的實用技術有所發(fā)展，如橫機中的休止編織和成型編織的工藝和設備已經應用和工業(yè)化。 針織機械制造生產專業(yè)化、協作化和配套化有發(fā)展，針織機械設計與制造技術水平有提高。針織機械出口有增長：中國的針織機械產品除滿足中國針織工業(yè)生產的一定需求外，還有部份出口，主要出口到亞洲地區(qū)尤其是東南亞地區(qū)，在歐洲和非洲等地區(qū)也有所發(fā)展，出口有了增長，近兩年針織機械在整個出口紡織機械中約占15%左右。中國針織機械工業(yè)發(fā)展有前景有作為：在鞏固提高衣著用紡織品生產的針織機械的同時，努力發(fā)展裝飾用、產業(yè)用紡織品生產的針織機械，擴大針織機械的應用領域。要努力用信息技術提升針織機械，提高產品技術水平和機電一體化水平，本次的課題就是針對紡織行業(yè)的零部件進行擴展，充分發(fā)揮了數控技術在織機行業(yè)起到的作用，近十年來，能有效解決復雜、精密、小批多變零件加工問題的數控加工技術得到了迅速發(fā)展和廣泛應用，使制造技術發(fā)生了根本性的變化。努力發(fā)展數控加工技術，并向更高層次的自動化、柔性化、敏捷化、網絡化和數字化制造方向推進，是當前機械制造業(yè)發(fā)展的方向。 3． 本課題的基本內容、重點和難點，擬采用的實現手段（途徑）：（可以另附頁） 基本內容：先收集資料，了解織機導板零件功能及工作場合，熟悉產品圖紙及相關技術要求；進行織機導板零件數控加工工藝設計，并填寫數控工藝卡片；編制織機導板零件數控加工程序，并用仿真軟件調試數控加工程序；學習CAPP相關知識，編寫導板類零件計算機輔助工藝設計構架；設計織機導板零件數控加工夾具，繪制并完成夾具裝配圖及零件圖。 重點及難點：怎樣設計最佳工裝夾具，保證加工出來的零件符合精度要求。 實現手段、途徑：通過查閱資料，工廠調研，綜合應用所學過的知識進行設計。 4． 文獻綜述（列出主要參考文獻的作者、名稱、出版社、出版時間以及與本課題相關的主要參考要點）： 數控技術是制造業(yè)實現自動化，柔性化，集成化成產的基礎，數控技術的應用是提高制造業(yè)質量和勞動生產率必不可少的重要手段，是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現國家綜合國力水平的重要標志。數控銑床是一種功能很強的數控機床，加工范圍廣，工藝復雜，涉及的技術問題多，還可以加工復雜型面的零件。[1] 在機械加工過程中，為了使加工的工件符合圖樣要求，就必須使工件相對于機床和刀具位置正確，還要保持其位置不變，通常是把工件安裝在夾具中進行加工。隨著生產技術的發(fā)展，新的夾具又不斷在產生，夾具的分類也在不段變化，對于翻針導塊我們設計了專用夾具，專門設計制造的夾具。對機床夾具的基本要求可綜括為四個方面；1.能保證工件的加工要求；2.能提高機械加工的勞動生產率；3.能降低工件的制造成本；4.夾具要有良好的工藝性和勞動條件。同時還要處理好生產率，經濟性等幾方面的關系。[2] 隨著計算機的迅速發(fā)展，計算機技術在工藝過程中得到了應用。即計算機輔助工藝過程設計CAPP，應用CAPP技術，可使工藝人員從煩瑣的事務工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產準備周期，提高產品制造質量，進而縮短整個產品開發(fā)周期。[3] [1]陳志雄/余小燕主編.數控編程技術.科學出版社，2005年 [2]高魯民主編.機床夾具.勞動人事出版社，1989年 [3]張振明主編.現代CAPP技術與應用.西北工業(yè)大學出版社，2003年 [4]徐偉主編.數控機床仿真實訓.電子工業(yè)出版社.2004年8月 [5]錢祥生/陳萬領主編.開目capp軟件自學教程.機械工業(yè)出版社.2003年8月 指導教師意見： 指導教師： 年 月 日 系意見： 蓋章 年 月 日 畢業(yè)設計說明書 課題名稱 織機導板零件數控加工工藝與工裝設計 系 別 現代制造工程系 專 業(yè) 數控技術 班 級 數控0541 姓 名 阮 燕 燕 學 號 0505024102 指導教師 李 柱 起訖時間：2007 年1月22日～2007年4月13日（共8周） 題目：織機導板零件數控加工工藝與工裝設計 ? ? 作者：阮燕燕 ? ? ? ? 摘要：隨著科學技術飛速發(fā)展和經濟競爭的日趨激烈，機械產品的更新速度越來越快，數控加工技術作為先進生產力的代表，在機械及相關行業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實質是數控技術的競爭。本次設計就是進行數控加工工藝設計織機導板零件，側重于設計該零件的數控加工夾具，主要設計內容有：完成該零件的工藝規(guī)程（包括工藝過程卡、工序卡和數控刀具卡）和主要工序的工裝設計。并繪制零件圖、夾具圖。用G代碼編制該零件的數控加工程序，在則學習計算機輔助工藝設計（CAPP）相關知識，并編制其構架。其中此次畢業(yè)設計中的工裝夾具是重點和難點。 ? ? ? ? ? ? 關鍵詞：數控加工、機床夾具、數控編程、計算機輔助工藝 ? 前言 本課題的設計意義在于了解織機導板零件功能及工作場合，進行數控加工工藝設計，編制程序，以及設計數控加工夾具。在期間將發(fā)現的問題及時更正，將技術更新，充分將數控技術發(fā)揮到相應水平。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數控設備的需求也在增加。它們總的發(fā)展趨勢是：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濟性。 制造業(yè)是我國國民經濟的支柱產業(yè)，其增加值約占我國國內生產總值的40%以上，而先進的制造技術是振興制造業(yè)系統工程的重要組成部分。數控技術又是其核心技術，它的出現及所帶來的巨大效益，已引起了世界各國科技與工業(yè)界的普遍重視。目前，國內數控機床用量劇增，這就需要一大批面向生產第一線的熟悉數控加工工藝，能夠熟練掌握現代數控機床編程、操作和維護的應用型高級技術人員。 數控加工技術的應用，使機械加工的大量前期準備工作與機械加工過程聯為一體，使零件的計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）和計算機輔助制造（CAM）的一體化成為現實，使機械加工的柔性自動化水平不斷提高。 本課題實踐性強，其理論源于生產實際，是歸根于生產實踐的總結。做本課題必須注重理論同實際相結合，根據不同的現場條件靈活運用理論知識，以獲得解決生產實踐問題的最佳方案。通過本課題的學習，應基本掌握數控加工中的基本知識和理論，達到本課程的要求。 ? ? ? 目錄 摘要 ——————————————————— 1 前言 ———————————————————— 2 一、設計課題分析 ————————————————————5 1、產品功能分析 ————————————————————5 2、零件的加工面 ————————————————————5 3、零件分析 ————————————————————5 4、從生產條件分析 ————————————————————5 5、設計任務分析 ————————————————————5 二、工藝規(guī)程設計說明 ——————————————————— 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、工裝夾具設計 —————————————————— 9 1、夾具作用 —————————————————— 10 2、選擇夾緊面時的原則 —————————————————— 10 3、夾具結構設計要則 —————————————————— 10 4、夾具的標準化 —————————————————— 11 5、夾具的剛度和強度 —————————————————— 11 6、夾具的穩(wěn)定性 —————————————————— 11 7、夾具與機床的位置關系 ————————————————— 11 8、夾具與刀具的位置關系 ————————————————— 11 9、夾具操作和使用上的要求 ———————————————— 11 10、對安全和可靠性的要求 ———————————————— 12 11、夾具零件結構的工藝性 ———————————————— 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)設計小結 —————————————————— 17 七、參考資料 —————————————————— 18 ? ? 一、?????????? 設計課題分析 1.????? 產品功能分析 織機導板是橫機中重要的零部件，在橫機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、內外輪廓、鍵槽 3．零件分析 確定加工表面的可加工方案：該零件下方屬于回轉類零件，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決定以何種方法來完成加工，前提是在保證質量的同時，以最快的效率，最低的成本來完成工件的加工。對于一些孔的加工無法以車磨加工，可以以另外的加工方法來完成，例如，鉆削，銑削，鉸削等等。一般以孔軸線的位置來確定，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。 零件結構工藝性：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確定工藝。由于該零件的輪廓下表面存在帶槽的臺階圓柱，不易進行一次性加工，所以先加工輪廓下表面（兩個圓柱）再對上表面輪廓進行銑削。（零件技術要求分析：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，故在加工時應相應提高一點。φ15.9的圓與走針表面有垂直度要求，而且在該表面上鉆兩個φ8的通孔，在加工時有一點困難。2.零件的熱處理要求：加工完畢后進行真空淬火處理其硬度為HRC62-64，還需要振動研磨，可以看出對零件的工作環(huán)境要求較高，工件要求強度好）。 4．從生產條件分析看，生產設備、生產批量等。該零件加工工藝采用普通車床和數控銑床或加工中心及工序分散形式的生產方式進行。在本次畢業(yè)設計要求我們以我院現有的數控機床為可選擇的加工設備，按大批量生產方式。生產綱領為：400個/批，生產周期為兩周（包括熱處理）。數控加工與普通加工相比具有的優(yōu)點是：工序高度集中，可減少很多復雜的工裝夾具，可減少工件的裝夾次數，提高勞動生產率，降低工件在裝夾中的累積誤差。 5．設計任務分析 第一周：針對課題，收集資料，了解織機導板零件功能及工作場合，熟悉產品圖紙及相關技術要求并完成開題報告； 第二周：進行織機導板零件數控加工工藝設計，并填寫數控工藝卡片； 第三周：編制織機導板零件數控加工程序； 第四周：用仿真軟件調試數控加工程序，并學習CAPP相關知識； 第五周：編制導板類零件計算機輔助工藝設計（CAPP）構架； 第六周：設計織機導板零件數控加工夾具，繪制并完成夾具裝配圖； 第七周：繪制夾具零件圖，整理設計說明書； 第八周：畢業(yè)設計答辯。 ?二．工藝規(guī)程設計說明 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，進行零件的結構工藝性分析，確定零件制造的關鍵技術問題。 （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，計算工序尺寸及其公差，繪制工序圖。 （5）選擇切削用量和計算時間的定額。 （6）確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 （7）進行技術經濟分析，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，長度為65mm。材料主要為Cr12MOV，由于該零件用于切削加工，故應選用結構鋼來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方面：硬度HRC38；零件屬于機加工。 （1）硬度HRC38：硬度要求靠熱處理來保證，具體安排在工藝的哪個位置，應該在工藝加以說明，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）硬度要求主要根據熱處理來保證。 （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，關系到切削用量的選擇，熱處理的選擇。對零件最后的質量有著至關重要的作用。 綜合以上說法，零件的材料，直接決定工件的熱處理成本，而且工件的機械性能也跟熱處理用直接的關系， 硬度，強度塑性，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，可能導致其熱處理后性能會有彈性變形的存在。因此在切削加工之前就有良好切削能力，而不是在預先熱處理之后切削性能，可以減少零件加工完畢后產生較大的變形。 2．工藝安裝原則和方法 工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序內容稱為安裝。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，應盡量減少裝夾次數，因為多一次裝夾，就會增加裝夾的時間，還會增加裝夾誤差。安裝大概原則為在加工合理的情況下應盡量減少裝夾次數，來減少裝夾時間和裝夾誤差，從而來提高加工效率。 原則和方法：首先要保證產品質量，在保證質量的前提下，最大限度的提高生產率，滿足生產量的要求，并盡可能的減少耗費，減少投資。降低制造成本，保證良好的經濟性。數控加工中還應注意以下幾點：（1）盡可能做到設計工藝與編程計算基準統。該零件以左側端面為設計基準，應該合理安排。（2）.盡量將工序集中。（3）.避免占機人工調整，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，根據上面的工藝分析，所以需要用數控專用來夾具來裝夾該零件。 3．工序卡片安排原則 機械加工工藝卡片是在工藝過程卡片的基礎上，按每道工序所編制的一種工藝文件，主要內容有工序簡圖。該工序中每個工序的加工內容、工藝參數、操作要求以及所用的設備和工藝裝備等。 機械加工工藝過程卡片是以工藝為單位的，簡要說明零件機械加工過程的一種工藝文件。主要用于單件小批和中批生產。制定工藝規(guī)程是一項很復雜的工作，它要求技術人員從生產實際出發(fā),理論聯系實際和工人結合起來，充分利用現有的生產條件，盡可能采用國內外先進工藝，并保證良好的勞動條件。 4．工序順序的安排 原則：先粗后精，先主后次 先面后孔，基面先行 （一）機械加工順序的安排：零件上需要加工的表面很多，而且每個需要加工的表面往往不是一次加工就能達到設計要求。安排機械加工工序順序的任務，一是為各個表面的加工安排先后順序，二是在加工路線中為每個表面的各個加工工序，安排具體的位置。 首先，應為零件上各個需要加工的表面選出合理的加工方案，然后，將次要表面性質相同的加工工序，放在與主要表面加工性質相同的工序中完成。這樣，大多數次要表面的終加工，一般在主要表面的粗、半精加工中即可完成。但對于那些與主要表面有密切位置關系的次要的表面加工，應放在主要表面的精加工后進行。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性能，改善金屬的切削性能及消除內應力。在制訂工藝路線時，應根據零件的技術要求和材料的性質，合理地安排熱處理工序。在機械制造中，常用的熱處理工序有：退火、正火、調質、時效、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，進行真空淬火處理。 （三）輔助工序的安排：輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。在輔助工序中，檢驗工序是比較重要的，對保證加工質量，防止繼續(xù)加工前道工序中產生的廢品起著重要的作用。 5．定位基準的選擇 制訂工藝規(guī)程時，能否正確切合理地選擇定位基準，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，還會影響到所采用工藝裝備的復雜程度，因此，必須重視定位基準的選擇。 在軸的加工中，最常用的定位基準主要是中心孔。為了保證中心孔不被鉆偏斜，一般要先車端面后鉆中心孔，而且在加工過程中，中心孔應始終保持準確和清潔。中心孔不僅是車削時的定位基準，還是其他工序的定位基準，又符合基準統一原則，以外圓表面作定位基準。 6．加工方法的選擇 根據零件圖分析中所述的方法，來進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，還應考慮以下幾個方面： （1）??? 工件的材料因素：材料的選擇是圓棒料，加工完畢進行熱處理，這樣就會使工件具有一定的強度。 （2）??? 工件的結構和尺寸：零件結構有點復雜，查手冊可得知零件的最高精度為IT7-8級，精度一般。 （3）??? 生產類型和現場生產條件：從周期產量上看，以我院用的加工中心，數控車銑床的數量，其質量也在這個區(qū)域內屬不錯的，在兩個星期內完成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，查機械加工工藝設計手冊，其最高精度為IT7級，車削外圓表面所用的加工方法精車即可。銑內外輪廓考慮到其為零件的重要表面,故應精銑較為合理。該零件有兩個孔要鉆,鉆孔2*φ8,由于位置精度要求較高,故應定位要準確，其先經過鉆孔，再擴孔后進一步鉸孔。 7．工序集中與工序分散 工序集中：由于工序數目少、工藝路線較短。且員工操作人數較少，如用數控設備，應采用工序集中原則，保證效率，以最快的方式完成加工。工序分散：要求員工人數、加工設備較多。該零件加工面并不多，且員工人數不多，應使工序盡量集中。 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——車臺階——銑內輪廓——銑外輪廓——割槽——磨走針表面——鉗工終檢——清洗——檢驗入庫 9．工藝裝備選擇 工藝裝備： TK7640數控銑床、HNC-22M數控加工中心；游標卡尺、外徑千分尺測量；￠5麻花鉆、、￠3中心鉆、￠7.5擴孔鉆、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、夾具設計過程分析： 首先，夾具最終是要被安裝在機床工作臺上的，應該首先考慮夾具上面零件的布置與機床基本尺寸的聯系。在確定了各部件的相對位置之后，才可以展開設計。夾具設計必須要考慮到定位精度的問題，定位精度主要與定位基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。由于該零件比較簡單，外形不復雜，小批量生產，所以選擇平口虎鉗比較合適。????? 2、? 設計目的 (1)．能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進行必要的計算，根據題意設計出符合優(yōu)質、高效、低成本的夾具。 (2)．學習正確的調查研究方法，收集國內外有關資料，掌握正確的夾具設計思想、方法和手段，學會正確使用有關手冊及其它技術資料。 (3)．分析研究結構工藝性問題，提高結構設計能力。 (4)．進一步了解有關機床、刀具和量具等工裝知識。 3、??定位基準的選擇 ??????定位基準指零件上用來確定其它點、線、面所依據的點、線、面。 ????? 由于是小批量生產前三道工序X軸分中,Y軸以虎鉗前面為基準,并且校前面與X軸平行,后三道工序采用定位基準與設計基準重合原則,以右端面、前面、底平面為定位基準。 4、切削力與夾緊力計算 目前生產實際中采用的切削力計算公式都是通過大量的試驗和數據處理而得到的經驗公式。這些經驗公式主要有兩種形式：指數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、作用點和大小。夾緊力的方向應垂直指向主要定位基準面，應使所需夾緊力盡可能小，使工件變形盡可 能小。夾緊力的作用點應落在支承元件所形成的支承面內，應落在剛 性較好的部位上，應盡量靠近加工表面。對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，結構簡單，操作方便，生產率高 3．夾具結構設計要則 （1）夾具結構和生產綱領的關系，在大批量生產中，應采用高效、省力的專用夾具。 （2）在中小批生產中，應盡量采用各種形式的通用夾具、可調整夾具、組裝夾具和組合夾具配置或更換適當的專用零件或附件，以適應多品種生產的要求。在設計專用夾具時，結構力求簡單。 4．夾具的標準化程度 在設計專用夾具時，要盡量采用通用部件和標準元件，減少非標準零件 ，以提高夾具的標準化程度，縮短設計和制造周期。 5．夾具的剛度和強度 夾具的零件和部件結構緊湊、簡單。既要重量輕又要有足夠的剛度和強度，以保證裝在夾具上的各個元件的位置不變。并且在加工過程中不發(fā)生振動，從而保證工件的加工精度。 6．夾具的穩(wěn)定性 （1）.夾具應具有盡可能大的穩(wěn)定性，對于不固定在工作臺上的夾具尤為重要。 （2）.夾具在受切削力或沖擊時，不至于翻倒。 （3）.夾具定位底面的尺寸應適當大于夾具的高度。 （4）.夾具體應具有適當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、支承元件也相對較小，對零件穩(wěn)定性不好，因此需要對夾具用底座加以穩(wěn)固，可加寬加厚加高，保證零件不會動搖。此底座長為535mm，寬為140mm，高為88mm。 7．夾具與機床的位置關系 （1）夾具在機床上的安裝位置和聯接要正確可靠 （2）必要時在夾具體上設置標準夾具，位置或中心用的基準面或基準圓 （3）夾具的輪廓尺寸要與機床允許的范圍相適應，回轉夾具在回轉時不應與機床發(fā)生干涉 8．夾具與刀具的位置關系 （1）夾具與刀桿或刀夾在安裝和加工過程中不發(fā)生干涉 （2）夾具安裝在機床后，應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，并盡量將排屑口設置在夾具的前面或兩側 （4）夾具在機床上的安裝要簡易 （5）使用輕便沒有可能失落的可卸小零件 10．對安全和可靠性的要求 浮動夾具使零件在夾具的適當位置設置可以調整的壓塊旋轉夾具上的零件要防止在工作過程中松脫并加防護裝置 11．夾具零件結構的工藝性 保證夾具零件在加工過程中和裝配時便于加工，測量和調整維修方便 12．夾具體的方案分析及制訂 （一）制訂總體方案 由于零件下部分屬于軸類零件，本夾具是加工上表面的內外輪廓的銑夾具。設計的方法很多，加工的步驟也是多種的。最終的方案是為了滿足夾具結構簡單，制造方便，加工零件精度高和經濟性等要求。 （二）夾具體零件的制訂與分析 本方案中機床采用本院的華中系統的數控銑床（1）．夾具底座具體見零件圖：夾具底座與主軸是垂直的，并與機床工作臺直接連接，并用螺釘緊固聯接，防止緊固時發(fā)生元件的干涉，夾具底座的厚度要結合考慮各元件的尺寸來給定，且厚度不能太小，防止剛度強度不足。 （三）夾具的操作使用 首先調整浮動壓板，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 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 以上程序是通過該零件的圖紙導入到Cimatron軟件中自動而生成的，但必須在該軟件中使用運行。 六、畢業(yè)設計小結 八周的畢業(yè)設計已經結束，在這段時間里使我學到了很多知識。此次畢業(yè)設計主要是作為紡織機械設備中的一零部件， 本課題的設計意義在于對于生產實踐中所發(fā)現的問題并及時更正，將技術更新，充分將數控技術發(fā)揮到更高水平。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數控設備的不斷加劇。在此次設計中，我按照老師的指示首先去查找資料，不管在以后的設計中，首先最重要的是查找資料，對課題的了解。經過一段時間的考慮，我也慢慢的有了一些頭緒，雖然畢業(yè)設計跟以前的課程設計不怎么一樣，但還是有很多地方需要我去學習的。在這次畢業(yè)設計中，最主要的是設計一幅工裝夾具。通過先前做過的集體的課程設計，也掌握了一些設計原理以及設計思路，為我這次畢業(yè)設計打下了一定的基礎，但還是有很多問題出現在我的面前。在設計夾具的時候，由于以前沒有接觸地太深，所以一時之間也無從下手，在老師的提點下，再根據自己查閱的資料下，夾具的草圖也漸漸的出來了，再經過老師的檢查，慢慢的工裝圖也由無到有一點點的結束，還自學了CAPP相關知識。 八周的時間，雖一晃而過。但在這短暫的時間里，我從查找資料，編寫開題報告，編制工藝路線，設計工裝夾具，最后對自己的整個過程進行總結，編制成說明書，回顧這八周的畢業(yè)設計，我進步了不少，能夠獨立思考，通過查閱書籍資料設計出工裝夾具，雖然我設計的這套夾具不是最方便，最便捷的，但我的思路是清楚的，因為我是通過不斷的改進中得出的，畢業(yè)設計即將結束，也就代表我即將走出校園踏入社會去適應工作，希望在今后的工作中能學的更多，做的更好。這次的指導老師給了我很大的幫助，也讓我學到了很多東西，在此感謝指導老師的細心教導。 阮燕燕 數控0541 2號 七、參考資料 1. 崔兆華主編 《數控加工工藝》 山東科技出版社 2002.3 2孟少華主編 《機械加工工藝手冊》 機械工業(yè)出版社 2000.5 3編寫組編 《簡明熱處理手冊》 機械工業(yè)出版社 1993.3 4王小華主編 《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版社 2001.8 5東北重型機械學院 洛陽工學院 第一汽車制造廠編《機床夾具設計手冊》 上海科學技術出版社 1988年4月版 6胡家秀主編 《簡明機械零件設計實用手冊》 機械工業(yè)出版社 7陳志雄/余小燕主編 《數控編程技術》 科學出版社 2005年 8高魯民主編 《機床夾具》 勞動人事出版社 1989年 9張振明主編 《現代CAPP技術與應用》 西北工業(yè)大學出版社 2003年 10徐偉主編 《數控機床仿真實訓》 電子工業(yè)出版社 2004年8月 11錢祥生/陳萬領主編 《開目capp軟件自學教程》 機械工業(yè)出版社2003年8月 緒言 金屬切削機床是制造機器的機器，所以又稱為工作母機。機械制造行業(yè)所用的機床、工具和制造過程組成了機械制造系統（Manufacturing system)。從只包括一臺機床的機械制造系統中可看出，一個機械制造系統是由機床、工具和制造過程三部分組成的閉合回咯系統。 機床由三個子系統組成：1、定位（Positioning)子系統。2、運動（Movement)子系統。3、能量（Energy)子系統。工具（Tool）包括刀具和夾具輔助裝置與各系統形成回路。 數字控制機床(Numerical Control Machine Tools)簡稱數控機床，這是一種將數字計算技術應用于機床的控制技術。它把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品。 按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。 數控機床主要由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成，如下圖所示。 數控機床的加工過程 輔助控制 1、加工信息 控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機床對零件切削加工。 2、數控裝置 數控裝置是數控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發(fā)出相應的脈沖，并通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。 3、伺服系統（輔助控制） 伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此說伺服系統是數控系統的執(zhí)行系統。數控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統，有的伺服系統還有位置測量裝置，直接或間接測量執(zhí)行部件的實際位移量，并反饋給數控裝置，對加工的誤差進行補償。 4、機床本體 數控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數控機床結構簡單、剛性好，傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統簡化了齒輪箱，普遍采用變頻調速和伺服控制。 數控機床加工工件的過程如圖所示。 數控機床的加工過程 1、在數控機床上加工工件時，首先要根據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輸入裝置輸入到數控裝置中去； 3、數控裝置將輸入的程序經過運算處理后，向機床各個坐標的伺服系統發(fā)出信號； 4、伺服系統根據數控裝置發(fā)出的信號，通過伺服執(zhí)行機構(如步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機)，經傳動裝置(如滾珠絲杠螺母副等)，驅動機床各運動部件，使機床按規(guī)定的動作順序、速度和位移量進行工作，從而制造出符合圖樣要求的零件。 由上述數控機床的工作過程可知，數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。 根據以上的介紹后，大體知道機床的產生及數控機床的定義、數控機床工作原理、數控機床結構、數控機床的加工過程。但在當今，有許多數控機床使用廠家對目前生產數控機床生產出來的機床剛度提出更高要求，因為剛度將直接影響精度。機床的精度主要由滾珠絲杠決定，當滾珠絲杠本身精度達到后，其支撐件（軸承座）也是起著關鍵的作用。其支撐件剛性要好，這樣對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品的精度。由此我們校辦廠提出要求我們設計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，以達到更高的加工精度。 18