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,cad XXXX XX設(shè)計（XX）任務(wù)書 學(xué) 院 專 業(yè) 班級學(xué)號 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 題 目 法蘭數(shù)控工藝與夾具設(shè)計 任務(wù)規(guī)定 進行日期 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)實際生產(chǎn)制造。 選題目的在于通過本次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決本專業(yè) 實際生產(chǎn)問題的能力，進一步培養(yǎng)調(diào)查研究、檢索和閱讀中外文獻資料、方案 比較和選擇、理論分析、工裝夾具設(shè)計、計算機應(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)實踐設(shè)計，能夠獨立分析中等復(fù)雜程度零件的技 術(shù)要求，能夠根據(jù)零件圖進行專用工裝夾具和加工工藝設(shè)計，編寫數(shù)控加工 程序并通過仿真加工測試。 本次畢業(yè)實踐設(shè)計可以提高學(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)格細致的工作作風(fēng)，對學(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)，制定零件機械加工工藝規(guī)程，編寫工藝規(guī)程卡片； （4） 夾具設(shè)計。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。選用合理的測量工具與設(shè)備檢驗工件的加工質(zhì)量。 （7） 完成設(shè)計說明書。 三、主要技術(shù)指標(biāo)（或主要論點） 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)計的機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、進度計劃 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)控加工進給路線圖。 4.1-5.5 夾具設(shè)計。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，實施零件數(shù)控加工仿真。 5.20-6.9 按畢業(yè)設(shè)計寫作規(guī)范要求撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 6.9-6.19 畢業(yè)設(shè)計的修改及答辯準(zhǔn)備。 五、主要參考資料（外文資料至少一篇） [1] 劉守勇. 機械制造工藝與機床夾具[M], 北京:機械工業(yè)出版社, 2005 [2] 李益民. 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003 [3] 艾興，肖詩綱．切削用量簡明手冊(第3版) [M]．北京：機械工業(yè)出版社，1985 [4] 朱耀祥等. 現(xiàn)代機床夾具手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2009 [5] 楊金鳳等. 機床夾具及應(yīng)用[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2011 [6] 李名望. 機床夾具設(shè)計-實例教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009 [7] 于華等. 數(shù)控機床的編程及實例[M]. 北京: 機械工業(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)計規(guī)范，能實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計的 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)生實際完成日期 九、同組設(shè)計（論文）者 4 在零件法蘭上除了四個均布孔Ф10mm外，其余都已加工好，大批量生產(chǎn)，設(shè)計鉆四孔的鉆模。 刀具匯總產(chǎn)品名稱或代號序號刀具號刀具名稱車床用刀1T01外圓車刀2T02外圓車刀3T03粗鏜刀4T04精鏜刀鉆床用刀5T05鉆頭6T06倒角刀編制審核零件名稱后端蓋板規(guī)格加工表面?zhèn)渥C夾式合金粗車刀平端面加工外圓機夾式合金精車刀加工外圓機夾式合金鏜刀鏜內(nèi)孔機夾式合金鏜刀鏜內(nèi)孔10鉆孔倒角批準(zhǔn)刀具匯總車小孔端面單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱數(shù)控車工藝分析實例后端蓋板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備1三爪卡盤工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進給速度1平端面T01外圓粗車刀5000.2T02外圓精車刀6500.1車外圓T01外圓粗車刀5000.2T02外圓精車刀6500.1鏜內(nèi)孔T03內(nèi)孔粗鏜刀6000.2T04內(nèi)孔精鏜刀7500.1編制審核批準(zhǔn)年 月 日車大孔端面單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱數(shù)控車工藝分析實例后端蓋板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備1三爪卡盤工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進給速度1平端面T01外圓粗車刀5000.2T02外圓精車刀6500.1鏜內(nèi)孔T03內(nèi)孔粗鏜刀5500.2T04內(nèi)孔精鏜刀7000.1編制審核批準(zhǔn)年 月 日鉆四孔單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱數(shù)控車工藝分析實例后端蓋板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備1專用夾具工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進給速度1鉆孔T0510鉆頭80手動倒角T06倒角刀50編制審核批準(zhǔn)年 月 日零件圖號車間數(shù)車背吃刀量備注10.310.310.3共1頁第一頁零件圖號車間數(shù)車背吃刀量備注10.310.3共1頁第一頁零件圖號車間鉆床背吃刀量備注共1頁第一頁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 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的 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。而對于數(shù)控加工, 無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析， 擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、 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)控機床的特點，針對具體的零件，進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 零件的機械加工工藝設(shè)計 .................................................................................................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 .........................................................................................................7 2.4 各工序設(shè)備、刀具、量具的設(shè)計 .............................................................................8 2.5 工藝卡片 .....................................................................................................................9 2.6 機械加工刀具卡片的設(shè)計 .........................................................................................9 2.7 加工程序 ...................................................................................................................11 3 工裝夾具的設(shè)計方案 .......................................................................................................15 3.1 夾具設(shè)計方案的設(shè)計 ...............................................................................................15 3.1.1 夾具的定位方案的設(shè)計 ...........................................................................................15 3.1.2 夾具的夾緊方案的設(shè)計 ...........................................................................................17 3.1.3 夾具與機床連接方案的設(shè)計 ...................................................................................17 3.2 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................................................................................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 ...........................................................................................................................27 2 前 言 數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控機床是一 種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機不管是專用計算機，還是通 用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā) 出的指令。在數(shù)控機床上加工零件與在普通機床上加工零件，其加工方法并無 多大差異，但是在機床的運動控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機床加工時，機 床的運動受控于操作工人。如機床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運動 部件的位移量，以及機床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機床上 加工零件時，機床的運動和輔助動作的實現(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)、運動要求用數(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)出運動或終 斷信息來控制機床的各種運動。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時，機床便會自動停止。 任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床不能工作。 要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時 間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機床部件運動軌跡的精度，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，其中幾個孔的形位公差要 求都很高，尤其是同軸度在 0.02mm 兩個孔，基本上不允許在加工使進行二次 裝夾，基準(zhǔn)與端面還有垂直度要求也是 0.02mm,這些都是加工難點所在，零件 圖中可見除了回轉(zhuǎn)體主體還包括四個 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 零件的機械加工工藝設(shè)計 制定零件的機械加工工藝規(guī)程，對于機械加工企業(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 劃、調(diào)度員等) 使用的機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） ；二是下達至工作地用于指導(dǎo)工人具體操作加工的機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，前者為機械加工工藝過程卡片（簡稱流水卡），后者為機械加工工序卡 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。 其強度高，耐磨性好，但白口傾向大，鑄造性能差，需進行人工時效處理。其 金相組織為：鐵素體+片狀石墨+ 珠光體熱用于機械制造中重要鑄件，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)為時效處理，對于 鑄件在選擇毛坯時我們一般是對需要加工的表面進行留量，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，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）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證 對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， 因為粗基準(zhǔn)的重復(fù)定位會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其設(shè)計基準(zhǔn)的相對位置精度要求，應(yīng)選擇 加工表面的設(shè)計基準(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)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會增大定位誤差。 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，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)計制造的費用，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，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，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進行 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 1、毛坯的采購：出具毛坯圖采購零件，并要求供貨狀態(tài)為時效處理后的 狀態(tài)，所謂時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，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講，經(jīng)過時效，硬度和強度有 所增加，塑性韌性和內(nèi)應(yīng)力則有所降低。 室溫下進行的時效叫自然時效，在一 定溫度下進行的時效叫人工時效。 時效處理是把材料有意識地在室溫或較高溫 度存放較長時間，使之產(chǎn)生時效工藝。 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 臺階面，鏜內(nèi)孔 70 通（在下一道 工序?qū)⒁源嗣鎭硇Ｕぜ?，本工序?88 外圓，10.5 臺階面及鏜內(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 0.02 以內(nèi),加工大端面 及大孔 82，此時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的同 軸度通過校正 70 孔跳動保證。 4、鉆床或立式加工中心加工四個 10 孔，采用立式加工中心固然好， 可是費用太高，對于這內(nèi)孔位置要求不是很高的孔隙，企業(yè)一般會采用鉆模定 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，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 第一序：外購毛坯，毛坯入庫前要對毛坯的尺寸進行檢查，應(yīng)有專人負責(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 零件名稱 零件圖號 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實 例 后端蓋板 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 三爪卡盤 數(shù)車 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 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 機械加工刀具卡片的設(shè)計 車大孔端面 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實 例 后端蓋板 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 三爪卡盤 數(shù)車 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 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 零件名稱 零件圖號 單位名稱 數(shù)控車工藝分析實 例 后端蓋板 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 1 專用夾具 鉆床 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀量 備注 鉆孔 T05 10 鉆頭 80 1 倒角 T06 倒角刀 50 手動 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 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 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 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 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 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 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 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 M3S1200 M8 G70P3Q4 精鏜孔循環(huán) G0Z500 X300 M05 M9 M30 3 工裝夾具的設(shè)計方案 夾具是切削加工時用于安裝工件并使之與機床和刀具間保持正確相對位 置的裝置。機床夾具類型很多，因工件形狀、尺寸和加工要求的不同而異。 3.1 夾具設(shè)計方案的設(shè)計 16 3.1.1夾具的定位方案的設(shè)計 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定位原理，六點定位 原理 是指 工件在空間具有六個自由度，即沿 x、y、z 三個直角坐標(biāo)軸方向的 移動自由度和繞這三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度 。因此，要完全確定工件的位置， 就必須消除這六個自由度，通常用六個支承點（即定位元件）來限制工件的六 個自由度，其中每一個支承點限制相應(yīng)的一個自由度。 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，定位支承點的數(shù)目可以少于六個。有些自 由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，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。因為欠定位保證不了加工要求。 4）過定位 工件的一個或幾個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，應(yīng)該嚴(yán)禁采用。但當(dāng)過定位 并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。各類鉗加工和 機加工都會用到。 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，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，必須對誤差、間隙和彈性變形進行綜合計算，同時根據(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 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；足夠的夾緊行程，夾緊動作迅 速，操縱方便、安全省力；手動夾緊機構(gòu)要有可靠的自鎖性，機動夾緊裝置要 統(tǒng)籌考慮夾緊的自鎖性和原動力的穩(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、大?。?是一個不容忽視的問題。 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 夾緊力作用點的確定 1) 夾緊力的作用點應(yīng)落在支承范圍內(nèi)。 2) 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 3) 夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工部位。 3.1.3夾具與機床連接方案的設(shè)計 夾具與機床的連接方法，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，用螺母或壓板固定在床身工 作臺上，也有使用通用夾具夾持專用夾具進行加工的，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 此鉆模夾具屬于浮動蓋板式鉆模夾具，主要的構(gòu)成件由夾具體，浮動導(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床導(dǎo)軌相連，夾 具體通過 88 內(nèi)孔與工件 88 臺階相連，10.5 尺寸端面與夾具體端面接觸， 在這里依據(jù)六點定位原理可以知道，端面限制了三個自由度，而 88 外圓可以 看做短銷，約束兩個自由度，此處 88 有效配合長度約為 2mm，太長的配合面 將會引起過定位，過長的配合面會約束四個自由度，從而導(dǎo)致大平面只約束了 19 一個占有度，這將會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自由度，剩余一個繞自身旋 轉(zhuǎn)的自由度，為此特意將刀具導(dǎo)向設(shè)計為浮動導(dǎo)向套，可以隨工件一起轉(zhuǎn)動， 這樣僅需約束工件五個自由度即可，夾具體下方有一個槽，此結(jié)構(gòu)可以解決兩 個問題，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，只需要松動螺釘，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間，在大批量生 產(chǎn)時效果顯著。 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，將夾具體通過兩個螺絲固定在機床工作臺上。 2.清掃夾具體工作面，將工件安裝在夾具體上 20 3.在工件上安裝浮動導(dǎo)向套子裝配體，此子裝配體包含四個鉆套和一個定 位機構(gòu)，浮動導(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.松動螺釘，拿出開口墊片 2.取下浮動導(dǎo)向套子裝配體 3.取下工件 夾具使用過程中應(yīng)注意對夾具各零部件主要工作面的保護，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 個系統(tǒng)，64 個控制面板。具有網(wǎng)絡(luò)版和單機版模式，可以在微機上仿真各種數(shù) 控設(shè)備的編程，操作，是廣大高校機械類學(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)合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學(xué)訓(xùn)練 一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以 使學(xué)生和操作工人達到實物操作訓(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) 依次對刀，調(diào)整機床偏置數(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) 將機床狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 AUTO，運行加工程序，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)計不同，檢查加 工程序和對刀是否正確 5 總結(jié) 這次的設(shè)計是我們離開學(xué)校前對所學(xué)的內(nèi)容進行的總結(jié)，同時讓我們對零 件的數(shù)控加工有了一個更完整的了解，也提高了自己對于分析解決問題的能力。 24 畢業(yè)設(shè)計有實踐性、綜合性、探索性和應(yīng)用性等特點，是運用數(shù)控機床實際操 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，使自己在理論與實際應(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)驗和技巧，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 幾個星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試 和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計過程中使我學(xué)到很多，我感到無論做什么事情都要 真真正正用心去做，才會使自己更快的成長。我相信，通過這次的實踐，我對 數(shù)控的加工能進一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯 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，我對數(shù)控加工的整個過程有了較全面的理解。經(jīng)過本設(shè) 計的實踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實踐相結(jié)合。雖然在以前的學(xué)習(xí)中學(xué)到 了許多在實踐中用到了的知識，可是那些還是遠遠不夠的，在具體操作時還是 會出現(xiàn)一些意想不到的問題，還是得請教有經(jīng)驗的師父才能完成。 在整個設(shè)計的過程中，不斷地遇到新的問題，然后就必須不斷地向別人請 教，請教我的指導(dǎo)老師，還請教一些有經(jīng)驗的朋友、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，總算是把我的設(shè)計弄出個模樣 來了。在工藝設(shè)計好后，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)計考驗了我的綜合能力，很大程度上提高了我的綜合能力。 這次的設(shè)計讓我看到了自己很多方面的不著，需要更多的實踐，也需要更 多的理論知識才能成為一個更有用技術(shù)人員。 這次設(shè)計也讓我學(xué)到了很多知識，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 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)控機床編程操作與操作實用教程M.南京:東南大學(xué)出版社，2005 年 9華茂發(fā).數(shù)控機床加工工藝M.北京:機械工業(yè)出版社，2000 年 10黃康美.數(shù)控加工實訓(xùn)教程M.北京:電子工業(yè)出版社，2004 年 27