油缸體零件的鉆、攻4×M5螺紋專用夾具設計及加工工藝裝備含非標7張CAD圖帶編程
油缸體零件的鉆、攻4×M5螺紋專用夾具設計及加工工藝裝備含非標7張CAD圖帶編程,缸體,零件,m5,螺紋,羅紋,專用,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,非標,cad,編程
摘 要
本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
基于CAD/CAM軟件的油缸體零件工藝夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計、其鉆、攻4×M5螺紋專用夾具的設計及選取加工過程中粗銑后端面工序做出數(shù)控編程及仿真四部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差、數(shù)控編程。
Abstract
This design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc.
The process fixture design of cylinder block parts based on CAD/CAM software includes four parts: process design of parts processing, process design, design of special fixture for drilling and tapping 4*M5 threads, and NC programming and Simulation of end face process after rough milling. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design.
Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error, NC programming.
目 錄
摘 要 I
Abstract 2
第1章 緒論 5
1．1引言 5
1．2機械加工工藝規(guī)程的作用 5
1．3研究方法及技術路線 6
1．4課題背景及發(fā)展趨勢 7
第2章 工藝規(guī)程設計 8
2.1毛坯的制造形式 8
2. 2零件分析 8
2.3 基面的選擇 9
2.4制定工藝路線 9
2.5確定各工序的加工余量 12
2.6確定切削用量及基本工時 12
第3章 夾具設計 36
3.1 問題的提出 36
3.2 定位基準的選擇 36
3.3 切削力及夾緊力計算 36
3.4 定位誤差分析 36
3.5 夾具設計及操作簡要說明 37
第4章 加工程序編制及仿真加工 38
4.1數(shù)控編程的分類 38
4.2數(shù)控編程 38
4.2.1創(chuàng)建幾何體 39
4.2.2創(chuàng)建刀具 41
4.2.3面銑削加工操作 42
4.3仿真加工及后處理 43
總 結 45
第1章 緒論
1．1引言
制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F(xiàn)代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機制造技術的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現(xiàn)代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現(xiàn)代計算機的水平，納米技術的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。
1．2機械加工工藝規(guī)程的作用
機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型
2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查
3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、 制訂工藝路線
5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。）
1．3研究方法及技術路線
1. 深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究
在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領，制造與使用夾具情況等。
2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構
夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。
4. 確定夾具其他部分的結構形式
如分度裝置，對刀元件和夾具體等
5. 繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。
6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求
7. 標注零件編號及編制零件明細表
在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。
8. 繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
1．4課題背景及發(fā)展趨勢
機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經(jīng)濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為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。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
第2章 工藝規(guī)程設計
2.1毛坯的制造形式
零件材料為Q235，由于零件中批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，鍛造精度為8級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。
2. 2零件分析
要對該零件的平面、孔和螺紋進行加工。具體加工要求如下：
后端面 粗糙度3.2
前端面 粗糙度3.2
底面 粗糙度3.2
頂面 粗糙度3.2
左端面 粗糙度3.2
右端面 粗糙度3.2
φ40端面 粗糙度12.5
Φ58端面 粗糙度12.5
Φ58孔 粗糙度12.5
Φ68孔 粗糙度0.8
Φ28孔 粗糙度1.6
φ34孔 粗糙度1.6
φ47孔 粗糙度3.2
R1.5圓弧 粗糙度12.5
4×φ9孔、φ14孔 粗糙度12.5
φ4孔、M6螺紋 粗糙度12.5
4×M5螺紋 粗糙度12.5
2.3 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。
一： 粗基準的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
二：精基準選擇的原則
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應當滿足以下要求：
1）用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
2）當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。
3）當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
5）有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。
2.4制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。
工藝路線方案一：
工序01：備料
工序02：粗銑后端面
工序03：粗銑、半精銑前端面
工序04：粗銑、半精銑底面
工序05：粗銑、半精銑頂面
工序06：粗銑、半精銑左端面
工序07：粗銑、半精銑右端面
工序08：半精銑、精銑后端面
工序09：車φ40端面、Φ58端面、Φ58孔；粗車、半精車Φ68孔；車退刀槽；倒角
工序10：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ28孔、φ34孔；粗鏜、半精鏜φ47孔；倒角
工序11：銑R1.5圓弧
工序12：鉆4×φ9孔、锪φ14孔
工序13：鉆φ4孔；擴、攻M6螺紋
工序14：鉆、攻4×M5螺紋
工序15：磨Φ68孔
工序16：鉗工去毛刺
工序17：發(fā)黑
工序18：檢驗至圖紙要求并入庫
工藝路線方案二：
工序01：備料
工序02：粗銑后端面
工序03：粗銑前端面
工序04：粗銑底面
工序05：粗銑頂面
工序06：粗銑左端面
工序07：粗銑右端面
工序08：半精銑后端面
精銑后端面
工序09：半精銑前端面
工序10：半精銑底面
工序11：半精銑頂面
工序12：半精銑左端面
工序13：半精銑右端面
工序14：精銑后端面
工序15：車φ40端面、Φ58端面
工序16：Φ58孔；粗車、半精車Φ68孔；車退刀槽；倒角
工序17：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ28孔、
工序18：粗鏜、半精鏜、精鏜φ34孔；
工序19：粗鏜、半精鏜φ47孔；倒角
工序20：銑R1.5圓弧
工序21：鉆4×φ9孔
工序22：鉆φ4孔；
工序23：鉆4×M5螺紋底孔Φ4.25
工序24：锪φ14孔
工序25：擴φ4孔至M6螺紋底孔φ5.1
工序26：攻M6螺紋
工序27：攻4×M5螺紋
工序28：磨Φ68孔
工序29：鉗工去毛刺
工序30：發(fā)黑
工序31：檢驗至圖紙要求并入庫
工藝路線比較：方案一與方案二的區(qū)別在于，方案一與方案二相比，方案一工序相對比較分散，方案二則相反，方案二適合大批量，一體化生產(chǎn)，本產(chǎn)品為中小批量生產(chǎn)，如果采用方案二，則總生產(chǎn)成本較高，本產(chǎn)品為中批量，故不適合，相比來說，采用方案一。
2.5確定各工序的加工余量
鍛件重為3.23，在1600t熱模鍛壓力機上生產(chǎn)，零件有磨削精加工工序，鍛件水平長為98mm，單邊余量為1.7-2.2mm,厚度方向為92mm,單邊余量為1.7-2.2mm
2.6確定切削用量及基本工時
工序01：備料
工序02：粗銑后端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序03：粗銑、半精銑前端面
工步一：粗銑前端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝475
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：半精銑前端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序04：粗銑、半精銑底面
工步一：粗銑底面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：半精銑底面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序05：粗銑、半精銑頂面
工步一：粗銑頂面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：半精銑頂面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序06：粗銑、半精銑左端面
工步一：粗銑左端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：半精銑左端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序07：粗銑、半精銑右端面
工步一：粗銑右端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：半精銑右端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序08：半精銑、精銑后端面
工步一：半精銑后端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工步二：精銑后端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即精銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序09：車φ40端面、Φ58端面、Φ58孔；粗車、半精車Φ68孔；車退刀槽；倒角
工步一：車φ40端面
1、切削用量
本工序為車φ40端面。機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在專用夾具中。
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為2.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車QT500-7、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=160m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1600.80.650.811.15m/min≈77.5m/min
≈457r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實際切削速度=77.5m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=460r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=2.0mm，=0.26mm/r，=460r/min，=77.5m/min
2、確定粗車φ40端面的基本時間
，
式中 =54mm， =24mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：車Φ58端面
，
式中 =54mm， =40mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：車Φ58孔
1）
2）=0.26mm/r
3）=1800.80.650.811.15m/min≈87.2m/min
≈479r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
則實際切削速度=87.2m/min
4）
，
式中 =57.5mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工步四：粗車Φ58孔至Φ67孔
1）
2）=0.26mm/r
3）=2000.80.650.811.15m/min≈96.9m/min
≈461r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實際切削速度=96.9m/min
4）
，
式中 =51mm，=2.25mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=2
則
工步五：半精車Φ67孔至Φ67.8
1）
2）=0.22mm/r
3）=2500.80.650.811.15m/min≈121.1m/min
≈569r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
則實際切削速度=121.1m/min
4）
，
式中 =51mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.22mm/r，=600r/min,=1
則
工步六：車退刀槽
1）
2）=0.26mm/r
3）=2000.80.650.811.15m/min≈96.9m/min
≈461r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實際切削速度=96.9m/min
4）
，
式中 =3mm，=1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步七：倒角
工序10：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ28孔、φ34孔；粗鏜、半精鏜φ47孔；倒角
工步一：粗鏜φ24孔至φ27孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度1.5，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=400
≈34
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.27mm/r
故=n=0.27400=108
3.粗鏜Φ24孔至Φ27的工時計算
， ，
工步二：半精鏜φ27孔至φ27.8孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度0.4，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=500
≈43.7
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.19mm/r
故=n=0.19500=95
3.半精鏜Φ27孔至Φ27.8的工時計算
， ，
工步三：精鏜φ27.8孔至φ28孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度0.1，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=800
≈70.4
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.15mm/r
故=n=0.15800=120
3.精鏜Φ27.8孔至Φ28的工時計算
， ，
工步四：粗鏜φ28孔至φ33孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度1.5，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=400
≈41.5
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.27mm/r
故=n=0.27400=108
3.粗鏜Φ28孔至Φ33的工時計算
， ，
工步五：半精鏜φ33孔至φ33.8孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度0.4，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=500
≈53.1
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.19mm/r
故=n=0.19500=95
3.半精鏜Φ33孔至Φ33.8的工時計算
， ，
工步六：精鏜φ33.8孔至φ34H9孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度0.1，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=800
≈85.5
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.15mm/r
故=n=0.15800=120
3.精鏜Φ33.8孔至Φ34H9的工時計算
， ，
工步七：粗鏜φ34孔至φ46孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度6.0，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=400
≈57.8
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.27mm/r
故=n=0.27400=108
3.粗鏜Φ34孔至Φ46的工時計算
， ，
工步八：半精鏜φ46孔至φ47H9孔
1.切削速度
由油缸體知，切削深度0.5，故選用鏜刀，由臥式銑鏜床T68的參數(shù)表知，主軸轉(zhuǎn)速取n=500
≈73.8
2.進給量
主運動為回轉(zhuǎn)運動時，如鏜削的進給量用工件每轉(zhuǎn)的刀具位移量來度量，符號用，單位mm/r。
進給量用刀具每往復行程一次的位移量來度量，符號用，單位為mm/dst（毫米/雙行程）。
==
由參考文獻1，P152，表4.2-21，臥式銑鏜床T68參數(shù)知，=0.19mm/r
故=n=0.19500=95
3.半精鏜Φ46孔至Φ47H9的工時計算
， ，
工步九：倒角
工序11：銑R1.5圓弧
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?75
計算工時
切削工時：，，，
則機動工時為
工序12：鉆4×φ9孔、锪φ14孔
工步一：鉆4×φ9孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工步二：锪φ14孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工序13：鉆φ4孔；擴、攻M6螺紋
工步一：鉆φ4孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步二：擴φ4孔至M6螺紋底孔φ5.1
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步三：攻M6螺紋
選擇M6mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r
531r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，
則機動工時為
工序14：鉆、攻4×M5螺紋
工步一：鉆4×M5螺紋底孔φ4.25
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工步二：攻4×M5螺紋
選擇M5mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r
478r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，
則機動工時為
工序15：磨Φ68孔
機床 M2110型內(nèi)圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ＝300r/min
砂輪軸轉(zhuǎn)速 n=11000r/min
縱向進給量 ＝0.004
切削深度 ?。?.005mm
3)切削工時
式中 D---被加工直徑
b----加工寬度
Z--單邊加工余量
K---系數(shù)
V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
≈0.163(min)
工序16：鉗工去毛刺
工序17：發(fā)黑
工序18：檢驗至圖紙要求并入庫
第3章 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由指導老師的分配，決定設計鉆、攻4×M5螺紋的鉆床夾具。
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆、攻4×M5螺紋，精度沒有太高的要求，因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用已加工過的后端面和兩個?9孔作定位基準。
3.3 切削力及夾緊力計算
鉆、攻4×M5螺紋，鉆時切削力是最大的，故按鉆時計算切削力。
查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3得切削力計算公式：
由鉆Φ4.25孔的工時計算知，，=0.25mm，
由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知
即
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K=2.153，當計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為8473N
加工螺紋時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義
3.4 定位誤差分析
(1)移動時基準位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =0.013+0+0.022
=0.035mm
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
=3.4×
則：
3.5 夾具設計及操作簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇用螺母、螺桿、圓墊圈、彈簧、移動壓板、調(diào)節(jié)支承和帶肩螺母組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
第4章 加工程序編制及仿真加工
4.1數(shù)控編程的分類
數(shù)控編程分自動編程和手工編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加工程序的編制工作。當零件形狀不十分復雜或加工程序不太長時，采用手工編程方便、經(jīng)濟。自動編程是利用計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的計算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等。對于加工零件形狀復雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時，常采用自動編程。
本文中所設計的零件的外形輪廓較復雜，加工工藝繁瑣，所需的程序多，因此選擇自動編程編制。
4.2數(shù)控編程
UG編程是指采用西門子公司研發(fā)的專業(yè)3D軟件NXUG，進行數(shù)控機床的數(shù)字程序的編制。是當前世界最先進、面向先進制造行業(yè)、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，提供了從產(chǎn)品設計、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。UGCAM是整個UG系統(tǒng)的一部分，它以三維主模型為基礎，具有強大可靠的刀具軌跡生成方法，可以完成銑削（2.5軸～5軸）、車削、線切割等的編程。UGCAM是模具數(shù)控行業(yè)最具代表性的數(shù)控編程軟件，其最大的特點就是生成的刀具軌跡合理、切削負載均勻、適合高速加工。另外，在加工過程中的模型、加工工藝和刀具管理，均與主模型相關聯(lián)，主模型更改設計后，編程只需重新計算即可，所以UG編程的效率非常高。
進入UG加工模塊如圖4.1，首先設定加工坐標系、工件加工的安全平面，對工件進行加工。
圖4.1UG加工模塊
外輪廓加工在標準工具條中選擇“開始”→“加工”，系統(tǒng)將彈出“加工環(huán)境”對話框，在CAM設置選擇欄中選擇“mill-contour”模板，單擊“初始化”按鈕，系統(tǒng)將進入型腔銑加工環(huán)境。
4.2.1創(chuàng)建幾何體
在操作導航器的幾何視圖中，設置加工坐標系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準備。
（1）設置加工坐標系。
①先將操作導航器轉(zhuǎn)換到幾何體視圖。
②在“操作導航器-幾何體”中選擇“MCS-MILL”，單擊右鍵，在其快捷菜單中選擇“編輯”命令。
③在彈出對話框中的“機床坐標系”中的“指定MCS”欄中，單擊“自動判斷”
圖標，然后在圖形區(qū)域選擇毛坯的頂面，之后單擊“確定”，系統(tǒng)將自動在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建加工坐標系，如圖4.2所示。
圖4.2創(chuàng)建加工坐標系
（2）設置幾何體
①在“操作導航器-幾何體”中，雙擊“WORKPIECE”圖標，將彈出“幾何體”
對話框。
②指定部件幾何體。在“幾何體”對話框中，單擊“指定部件”按鈕，將彈出“部件幾何體”對話框，在圖形區(qū)域選擇零件， 點擊“確認”返回“幾何體”對話框，如圖4.3所示。
圖4.3幾何體
③指定毛坯幾何體，在“幾何體”對話框中，單擊“指定毛坯”圖標按鈕，將彈出“毛坯幾何體”對話框，選擇“自動快”，單擊“確定”后，返回“幾何體”對話框，如圖4.4所示。
圖4.4自動塊
④在“幾何體”對話框中單擊“確認”，結束幾何體的設置操作。
4.2.2創(chuàng)建刀具
（1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進入“創(chuàng)建刀具”對話框。
（2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“立銑刀（MILL）”圖標，并輸入刀具名稱D50，然后單擊“應用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。刀具直徑為10mm，長度為75mm，刀刃長度為50mm，刀刃為2如圖4.5，依次創(chuàng)建其余的加工刀具。
圖4.5刀具參數(shù)
4.2.3面銑削加工操作
（1）在加工創(chuàng)建工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對話框。
（2）在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“mill-planar（面銑削）”，然后在“操作子類型”中，選擇面銑削模板圖標FACE_MILLING_AREA面銑削。
（3）在“創(chuàng)建操作”對話框中設置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法如下圖。
圖4.6參數(shù)設置
（4）生成操作，如下圖所示。
圖4.7銑面加工刀路
4.3仿真加工及后處理
1、在文章的最后，為了效驗本次設計，安排的切削參數(shù)，工藝路線，機床選擇，刀具選擇等，是否合理，我們使用UG軟件的仿真加工功能，確定刀路是否合理，是否有過切，撞刀等問題。
選中所有加工程序，點擊軟件上的確定刀軌，選擇2D動態(tài)仿真。點擊開始，得如下圖。
圖4.8仿真加工圖
2、在對話框的“后處理器”，在“輸出文件”下設置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的NC程序文件，用記事本打開加工的NC程序。
圖4.9后處理
總 結
這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完
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