舉升鋼管加工工藝設計

舉升鋼管加工工藝設計,鋼管,加工,工藝,設計 江蘇城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 815舉升鋼管加工工藝設計 作 者：柴楠 學 號：100701350227 班 級：10機械CAD/CAM<1> 指導教師：楊旭東 講師 江蘇城市職業(yè)學院 二○一三年四月 江蘇城市職業(yè)學院 高職畢業(yè)論文 815舉升鋼管加工工藝設計 作 者 柴楠 指導教師 楊旭東 學科級別 高職?？? 培養(yǎng)院系 機電工程系 學科專業(yè) 機械CAD/CAM 學科類別 工學 答辯委員會主席 評 閱 人 二○一三年四月 摘要 摘 要 夾具分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、成組夾具、結合夾具、和自動夾具。機床夾具是在機械制造過程中用來固定加工對象使之占有正確位置，以接受加工或檢測，并保證加工要求的機床附加裝置。夾具有四部分組成：夾具體、定位元件、向元件及加緊元件。 我國的機械工業(yè)雖然取得了很大的成績，但同工業(yè)發(fā)達國家相比，在生產能力、技術水平、經濟效益和管理水平等方面，仍然存在不小的差距，還不能完成事業(yè)國民經濟發(fā)展的需要。因此，我國的機械工業(yè)必須加快自身的科學技術的發(fā)展，通過技術改造，提高產品的設計水平，制造工藝水平和管理水平，使機電產品的質量和品種逐步達到和趕上工業(yè)發(fā)達國家的水平。 UG是UnigraphicsSolutions公司的拳頭產品。該公司首次突破傳統CAD/CAM模式，為用戶提供一個全面的產品建模系統。UG最早應用于美國麥道飛機公司，他是從二維繪圖 、數控加工編程、曲面造型等功能發(fā)展起來的軟件。90年代初，美國通用汽車公司選中UG作為公司的CAD/CAE/CAM/CIM主導系統，這進一步推動了UG的發(fā)展。 此次，我所選的“815舉升鋼管加工工藝”課題設計，就是針對815就是鋼管工件的兩個側面的加工以及在工件頭的正面鉆一個直徑25的孔的一個專業(yè)夾具。在815舉升鋼管的夾具設計過程中我對815工件進行了精細測量，設計中必須保證重心在夾具中心軸線上，以保證夾具在機床上旋轉穩(wěn)定、不擺動。 畢業(yè)設計師讓本專業(yè)學生完成教學計劃的最后一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使學生綜合運用所學知識與技能解決專業(yè)范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。這對學生即將從事的相關技術工作和未來事業(yè)的開拓都具有重要意義。 關鍵詞：機械制造、舉升鋼管、夾具、鉆孔、設計、裝配 III 目錄 目錄 摘 要 I 目錄 III 第一章 緒論 1 1、概述： 1 2、軟件介紹 1 第二章 工藝方案分析 3 2.1零件圖 3 2.2、零件圖分析 3 2.2.1、零件的結構特點 4 2.2.2、 零件的主要技術要求 4 2.3、毛坯的類型及制造方法 4 2.3.1、 毛坯的技術要求 4 2.3.2、毛坯圖 4 2.4、機械加工工藝規(guī)程 5 2.4.1、零件加工遵循下述原則 5 2.5、加工工序劃分的原則 5 2.6、確定加工方法 6 2.7、確定加工工序方案 6 2. 8、圖像模擬加工中工件的變化過程： 7 第三章 零件工藝性分析與毛坯的選擇 9 3.1、零件工藝性分析 9 3.2、毛坯的選擇 10 3.3、 零件加工的基本工藝流程 11 3.4加工過程的基本概述 15 第四章 定位基準的選擇 17 4.1、 基準的概念及分類 17 4.2、 定位基準的選擇 17 4.3、 工藝路線的擬訂 18 4.4、刀具的選擇 22 4.5、冷卻液的選擇 23 4.6、加工余量的確定 25 4.7、 尺寸鏈解算與工序尺寸確定 27 第五章 設計小結 31 附錄 32 第六章 參考文獻 35 作者簡介 37 第一章 緒論 第一章 緒論 1、概述： CAD/CAM技術經過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機、小型機、工作站、微機時代，每個時代都有當時流行的CAD/CAM軟件?，F在，工作站和微機平臺CAD/CAM軟件已經占據主導地位，并且出現了一批批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。下面將分別介紹國內外一些流行的軟件。 2、軟件介紹 （1）AutoCAD AutoCAD 是美國Autodesk 公司推出的 通用繪圖軟件包。Autodesk 公司是世界第四大PC 軟件AutoCAD 是當今最流行的二維繪圖軟件，它在二維繪圖領域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD 有強大的二維功能，如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、在圖形中注寫文字、尺寸標注以及二次開發(fā)等功能，同時有部分三維功能。AutoCAD 既可以交互式繪圖，也可以實現自動繪圖，具有開放的體系結構，新增多個輔助設計工具，增強三維繪圖、實體造型和顯示功能。 （2）UG UG是Unigraphics的縮寫，這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統，它功能強大，可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，目前已經成為模具行業(yè)三維設計的一個主流應用。 UG的開發(fā)始于1990年7月，它是基于C語言開發(fā)實現的。UG NX是一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發(fā)的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟件工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應用再利用。 UG的目標是用最新的教學技術，即自適應局部網格加密、多重網格和并行計算，為復雜應用問題的求解提供一個靈活的可再使用的軟件基礎。 （3）CAXA數控車簡介 CAXA 數控車具有 CAD 軟件的強大繪圖功能和完善的外部數據接口，可以繪制任意復雜的圖形，可通過DXF、IGES等數據接口與其它系統交換數據。CAXA 數控車具有功能強大，使用簡單的軌跡生成及通用后置處理功能。該軟件提供了功能強大、使用簡潔的軌跡生成手段，可按加工要求生成各種復雜圖形的加工軌跡。通用的后置處理模塊使CAXA 數控車可以滿足各種機床的代碼格式，可輸出G代碼，并可對生成的代碼進行校驗及加工仿真。CAXA 數控車為您的二維繪圖及數控車加工工作提供了一個很好的解決方案，將CAXA 數控車同 CAXA 專業(yè)設計軟件與 CAXA 專業(yè)制造軟件結合起來將會全面地滿足您的任何 CAD/CAM 需求。 　　軌跡仿真：對已有的加工軌跡進行加工過程模擬，以檢查加工軌跡的正確性。 1 第二章 工藝方案分析 第二章 工藝方案分析 2.1零件圖 圖1-2零件圖 2.2、零件圖分析 該零件由螺紋孔、通孔、密封圈槽等組成。尺寸標注完整，選用毛坯為鍛件，無熱處理和硬度要求。要加工一個零件，一般先要分析它的工程圖。815液壓舉升鋼管的工程圖如上：它的技術要求： 1、銳邊倒角； 2、未注鍛造圓角R3~5； 3、除C、D、E外，其余表面涂防銹底漆和深灰色面漆； 4、直徑30內孔表面粗糙度要求為12.5。 我認為除了它的技術要求要細看外，還要細看它的圖紙，不漏過一點信息，比如：從此圖中可以看出這個零件頭部大孔圓要倒角，四個小孔圓也要倒角而且還要有螺紋。此零件底部還要溝槽，以及槽內還需要倒圓角，這些細節(jié)我們都不能放過。 2.2.1、零件的結構特點 該零件是由兩孔形成，孔為?30，其底座由四個8XM10-6H的螺紋孔，頂座由四個∮11、4.2的密封圈槽和?30的孔組成。 2.2.2、 零件的主要技術要求 去除毛刺，倒鈍銳角；未鑄鍛造圓角R3-R5，?30內孔表面粗糙度要求為12 .5 。 2.3、毛坯的類型及制造方法 零件的材料為45鋼，考慮零件形狀，由于零件的尺寸不大，而且有許多表面不需要切屑加工，可用模鍛毛坯。 由于零件是批量生產，所以設備要充分利用，以減少投資，減低成本。故確定工藝的基本特征：毛坯采用效率高和質量較好的制造方法。 2.3.1、 毛坯的技術要求 不得有裂紋、夾渣等缺陷；鍛造拔模高度4°；噴沙，去毛刺； 2.3.2、毛坯圖 2.4、機械加工工藝規(guī)程 機械加工工藝規(guī)程，是將產品或零部件的制造工藝過程和操作方法按一定格式固定下來的技術文件。它是在具體的生產條件下，本著最合理、最經濟的原則編制而成 ，經審批后用來指導生產的法規(guī)性文件。一般包括以下內容：工件加工工藝路線及所經過的車間和工段；各個工序的內容及采用的設備和工藝裝備；工件的檢驗項目及檢驗方法；工時定額及工人的技術等級等。 2.4.1、零件加工遵循下述原則 （1）選擇適合在數控車床上加工的零件 （2）分析被加工零件的圖樣，明確加工內容和技術要求 （3）確定工件坐標系原點位置 （4）基面先行 2.5、加工工序劃分的原則 零件是由多個表面構成的，這些表面有自己的精度要求，各表面之間也有相應的精度要求，為了達到零件的設計精度要求，加工順序安排應遵循一定的原則： （1）先粗后精的原則 （2）基準面先加工原則 （3）先面后孔原則 （4）先內后外原則 （5）減少換刀次數的原則 2.6、確定加工方法 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。零件圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以加工時沒有取平均值，而取其基本尺寸。 通過零件圖數據分析，考慮加工的效率和加工的經濟性，該零件為大批量加工，最理想的加工方式為車削、鉆削，故加工設備選用車床、鉆床。 2.7、確定加工工序方案 此零件上比較精密表面的加工，是通過數控機床加工達到的。剩下需加工的表面可通過普車加工可完成，孔可通過搖臂鉆打通，螺紋孔用攻絲機完成。 零件的加工工序順序： 檢查毛坯預備加工→車底端面→初鉆孔（普車）→ 鉆孔（搖臂鉆）→鉆孔（搖臂鉆）→車頂端面→車密封槽→攻螺紋孔→修鈍各處突棱，去毛刺→檢驗各部尺寸及精度→檢查工件有無裂紋、損壞及夾渣等→油封入庫。 工序一：檢查毛坯有無裂紋、夾渣損壞等。 工序二：在普車上用專用夾住毛坯頂端，車底座輪廓3mm、然后用普車上的麻花鉆再向工件內打40mm的孔；然后再用數控機床加工，先固定，然后切槽 工序三：取下工件，將工件放到搖臂鉆上用專用夾具固定后向底座內用?28的麻花鉆再打41mm； 工序四：在搖臂鉆的上用夾具重新固定從頂端側面再用?30的麻花鉆向內打148mm； 工序五：再將工件放到搖臂鉆上固定后將頂端的孔用?11的麻花鉆分別鉆削； 工序六：下工件，然后在數控車床上用專用夾具固定用外圓車刀車頂端側面及4.2的密封槽； 再完成內外倒角。 工序七：取下工件，最后把工件放到攻絲機上加緊將底座螺紋孔用?8.6的鉆頭分別攻絲，然后用M10鉆頭分別再攻絲一次。 工序八：檢查已加工完的工件有無裂紋、損壞及夾渣情況等，如有及時清除，檢查無誤的工件可油封入庫。 2. 8、圖像模擬加工中工件的變化過程： 37 第三章 零件工藝性分析與毛坯的選擇 第三章 零件工藝性分析與毛坯的選擇 3.1、零件工藝性分析 （1）、檢和確定性查零件圖的完整性： 檢查零件視圖是否表達直觀、清晰、準確、充分；尺寸、公差、技術要求是否合理、齊全。 （2）、審查零件材料選用是否適當： 材料的選擇既要滿足產品的使用要求，又要考慮產品成本，盡可能采用常用材料，如45號鋼，少用貴重金屬。 （3）、分析技術要求是否合理： 加工表面的尺寸精度；要加工表面的形狀精度；主要加工表面的相互位置精度；表面質量要求；熱處理要求。 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標注，應根據零件的功能經濟合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。 （4）、零件的結構工藝性分析： 零件結構工藝性： 是指所設計的零件在不同類型的具體生產條件下，零件毛坯的制造、零件的加工和產品的裝配所具備的可行性和經濟性。 它包括零件的各個制造過程中的工藝性，有零件結構的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性。由此可見，零件結構工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機械加工工藝規(guī)程時，主要進行零件切削加工工藝性分析。便于刀具的趨進和退出；如邊緣孔的鉆削；采用標準刀具，提高加工精度。保證刀具正常工作，保證能以較高的生產率加工。被加工表面形狀應盡量簡單盡量減少加工面積。 盡量減少加工過程的裝夾次數，盡量減少工作行程次數，應統一或減少尺寸種類，避免深孔加工。應外表面聯接代替內表面聯接零件的結構應與生產類型相適應。有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來。零件要有足夠的剛性，便于采用高速和多刀切削。 （5）、機械加工對零件整體結構工藝性的要求 零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應考慮零件整體結構的工藝性，具體有以下幾點要求： 盡量采用標準件、通用件。 在滿足產品使用性能的條件下，零件圖上標注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應取最經濟值 盡量選用切削加工性好的材料 有便于裝夾的定位基準和夾緊表面。 節(jié)省材料，減輕質量。 3.2、毛坯的選擇 （1）、 毛坯的種類： 鑄件毛坯：適合做形狀復雜零件的毛坯 鍛件毛坯：適合做形狀簡單零件的毛坯； 焊接件：適用于單件小批量生產中制造大型毛坯； 沖壓件：適用于批量大零件厚度小的中小型零件毛坯； 型材：適合做軸、平板類零件的毛坯； 焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。 （2）、 選擇毛坯的原則： 毛坯的形狀和尺寸應盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工。 （3）、 舉例： 軸類零件： 車床主軸：45號鋼模鍛件 ；階梯軸（直徑相差不大）：棒料 箱體： 鑄造件或焊接件 齒輪： 小齒輪：棒料 ；大多數中型齒輪：模鍛件 ；大型齒輪：鑄鋼件 選擇毛坯圖片： 首先我們把用UG等制圖軟件畫出來的815舉升鋼管效果圖來向大家展示一下： 這就是815舉升鋼管的效果圖，它是用UG實體設計畫出來的。要實際加工它其實也不是太難，只要我們把它的二維工程圖分析透徹，利用平時所學制圖的理論知識，再加以我們在車間實踐時所學的數控車床、普通車床、數控銑床、搖臂轉、攻絲機等的使用方法。以及它們的功能、各個注意點、各個按鈕的功能、以及怎么用它們加工零件的注意事項等等。 3.3、 零件加工的基本工藝流程 這就是做好倒圓角的效果圖，在車床上用車刀倒圓角 這是815零件的毛坯，我們先給它表面拋光，再在普車上做倒圓角，這樣這個零件的外表輪廓基本差不多了。加工時要把它夾緊，否則會有誤差。 這也是在普車上加工的，把零件夾緊，打孔，先用直徑28mm的鉆頭打通它，再用直徑30mm的鉆頭打通一遍。 這就是上一步加工出來的效果圖，這個孔就加工出來了。 這一步是打四個小孔，用設計好的夾具固定好，然后用數控車床車出四個孔的螺紋，用內螺紋刀。 對工件所有的倒角進行車倒角，達到以上效果。 先在普通車床上打41mm深的孔，再用搖臂鉆對其大孔最后加工，達到189mm。 現在對工件下面的四個小口進行加工，用相應的鉆頭對其鉆孔，先用9.8mm的鉆頭，再用10mm的鉆頭打通一次。 用數控車床對下面的槽進行加工，換上切槽刀，再進行車倒角。 選擇正確的車倒圓角的刀具，用數控車床進行底座倒圓角的加工。 完成工件的加工流程，測量加工好的工件的尺寸是否符合。 3.4加工過程的基本概述 在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同，批量不同等多方面的因素影響，在對具體零件制訂加工方案時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使制訂的加工方案合理，從而達到質量優(yōu)，效率高和成本低的目的。 在對加工工藝進行認真和仔細的分析后，制訂加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段最少，走刀路線最短，由于生產規(guī)模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應根據具體條件，選擇經濟，合理的工藝方案。 第四章 定位基準的選擇 第四章 定位基準的選擇 4.1、 基準的概念及分類 1、概念 基準的定義： 在零件圖上或實際的零件上，用來確定其它點、線、面位置時所依據的那些點、線、面，稱為基準。 2、分類，按其作用可分為： 1）設計基準：（用在產品設計圖上） 零件工作圖上，用以確定其它點、線、面位置所依據的基準。 2）工藝基準： 是加工、測量和裝配過程中使用的基準，又稱制造基準。 （1）工序基準：在工序圖上用來確定所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。 （2）定位基準： 在加工用于工件定位的基準。 （3）度量基準（測量基準）： 在加工中或加工后用來測量工件的形狀、位置和尺寸誤差使用的基準。 （4）裝配基準： 在機械裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。 4.2、 定位基準的選擇 粗基準：選擇未加工的表面做基準 。 精基準：選擇已加工過的表面作為定位基準 。 1、 粗基準的選擇所遵循的原則： （1）為了保證重要加工表面加工余量均勻，應選擇重要的加工表面作為粗基準。 （2）為了保證非加工表面與加工表面之間的相對位置精度要求，應選擇非加工表面作為粗基準，如果零件上同時具有多個非加工表面時，應選擇與加工面位置精度要求最高的非加工表面作為粗基準。 （3）有多個表面需要一次加工時，應選擇精度要求最高或者加工余量最小的表面作為粗基準。 (4)粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次。 （5）選作粗基準的表面應平整光潔，有一定面積，無飛邊、澆口、冒口，以保證定位穩(wěn)定、加緊可靠。 便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠。 粗基準一般不得重復使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準通常只允許使用一次，這是因為粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組表面之間位置誤差會相當大，因此，粗基一般不得重復使用。 3、 精基準的選擇所遵循的原則： （1）基準重合原則： 利用設計基準做為定位基準，即為基準重合原則。 （2）基準統一原則： 在大多數工序中，都使用同一基準的原則。 這樣容易保證各加工。表面的相互位置精度，避免基準變換所產生的誤差。 4互為基準原則： 加工表面和定位表面互相轉換的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準磨主軸錐孔，最后達到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。 5自為基準原則： 以加工表面自身做為定位基準的原則， 如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的位置精度。 6準確可靠原則：即所選基準應保證工件定位準確、安裝可靠；夾具設計簡單、操作方便。 4.3、 工藝路線的擬訂 擬訂工藝路線是設計工藝規(guī)程最為關鍵的一步，它不僅影響零件的加工質量和效率，而且影響設備投資、生產成本，甚至工人的勞動強度，在首先選擇好定位基準后，需要考慮如下幾方面問題 （1）、選擇定位基準 前面4.2 已經敘述。 （2）、表面加工方法的選擇 不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用選各不相同，所能達到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因為在加工過程中，將有各種因素對精度和粗糙度產生影響，如工人的技術水平、切削用量、刀具的刃磨質量、機床的調整質量等等。 某種加工方法的經濟加工精度：是指在正常的工作條件下（包括完好的機床設備、必要的工藝裝備、標準的工人技術等級、標準的耗用時間和生產費用）所能達到的加工精度。 加工方法和加工方案的選擇. 根據加工表面的技術要求，確定加工方法和加工方案；這種方案必須在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產率和加工成本方面是最經濟合理的。（分別為外圓表面、內孔表面和平面加工方案及其經濟精度，要考慮被加工材料的性質；例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難,，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進行精加工。 要考慮生產綱領，即考慮生產率和經濟性問題。如：大批大量生產應選用高效率的加工方法，采用專用設備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。 應考慮本廠的現有設備和生產條件： 即充分利用本廠現有設備和工藝裝備。 在選擇加工方法時，首先根據零件主要表面的技術要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。 小結：具有一定技術要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達到圖紙要求的，對于精密零件的主要表面，往往要通過多次加工才能逐步達。 （3）、機床設備與工藝裝備的選擇 所選機床設備的尺寸規(guī)格應與工件的形體尺寸相適應；精度等級應與本工序加工要求相適應；電機功率應與本工序加工所需功率相適應；機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和制造成本，應根據不同情況適當選擇。 在中小批生產條件下，應首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具)； 在大批大量生產中，可根據加工要求設計制造專用工藝裝備。 機床設備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設備投資的當前效益，還要考慮產品改型及轉產的可能性，應使其具有足夠的柔性。 CS6150普通車床 性能簡介 CD系列A型普通車床可進行各種車削加工，如：車削零件的內、外圓柱面、端面和圓錐面；帶有馬鞍的車床可用來車削大直徑或畸型零件。根據用戶要求，提供公制絲杠機床或英制絲杠機床，可完成車削公、英制、模數、徑節(jié)和周節(jié)螺紋．完成鉆孔、鉸孔和拉油槽等工作。 CKA6150數控機床 性能簡介 CKA6150型系列數控車床是我公司開發(fā)的新一代普及型數控車床。該系列機床是集我公司多年生產和開發(fā)數控車床之經驗，按照全新的數控機床設計理念，自行開發(fā)制造的。采用臥式車床布局，由數控系統控制橫(X)、縱(Z)兩坐標移動，可對各種軸類及盤類工件自動完成內外圓柱面、圓弧面、端面、切槽、倒角等工序的切削加工，并能車削公制及英制螺紋、端面螺紋及錐螺紋。機床的主軸制動是由安裝在電機軸端上的剎車裝置來實現的，當自動循環(huán)結束后，電機軸端上的制動器磁鐵帶電產生磁力與剎車盤吸合實現制動。當制動完成后，制動器松開，主軸可恢復運轉。本機床采用全防護結構，可有效防止切屑及冷卻水的飛濺，保證了操作者的安全。 ZN3050X16 搖臂鉆床 性能簡介 ZN3050X16搖臂鉆床鉆床是一種孔加工設備，可以用來鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。按用途和結構分類，鉆床可以分為立式鉆床、臺式鉆床、多孔鉆床、搖臂鉆床及其他專用鉆床等。在各類鉆床中，搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性，特別適用于單件或批量生產帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機械加工車間常見的機床。 SWJ160攻絲機 性能簡介 SWJ160氣動攻絲機面向市場以來，以它輕便、靈活、高效以及具有其它類似設備無法取代的優(yōu)點，深受廣大用戶的關愛。它避免了車床、鉆床或手動攻絲的局限，且省時、省力、不易爛牙、絲錐不易折斷等，其顯著的特點受到用戶的廣泛好評和采用。此機適用于所有機械制造行業(yè)，現大陸客戶涵蓋了機床、模具(廠)機械、塑膠機械、印刷機械、包裝機械制造廠、工程機械、汽車摩托車零部件、航空發(fā)動機、機車車輛以及通用機械等行業(yè)。 4.4、刀具的選擇 我們選擇刀具應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選擇。首先要應優(yōu)先選用標準刀具，必要時才可選用各種高效率的復合刀具及特殊的專用刀具。在選擇標準數控刀具時，應結合實際情況，盡可能選用各種先進刀具。 4.4.1、刀具選擇總的原則 安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。 在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀 具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。 4.4.2、選擇刀具要考慮哪些因素 需要考慮加工材料的材質和切削表面情況來進行選擇，因為不銹鋼、鋁和鑄鐵、鑄鋼機械性能不同，而導致刀具選擇不同，不銹鋼和鋁的材質比較軟，加工切削時容易粘刀，而斷續(xù)切削和連續(xù)切削可選擇的刀具有有所區(qū)別。 從加工的尺寸部位來看，長距離的加工和直徑較小的尺寸加工，又和刀柄有關，需要增加刀具的剛性，以避免加工后橢圓。 4.4.3、刀具材料應具備的性能 刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料通常是指刀具切削部分的材料，刀具切削部分在切削過程中承受很大的切削力和沖擊力，并且在很高的溫度下進行工作，連續(xù)接受強烈的摩擦。因此，刀具切削部分材料必須具備以下幾方面的性能： （1）高的硬度和耐磨性。 刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度的基本要求，常溫硬度一般要求在60HRC以上。耐磨性是表示刀具材料抵抗磨損的能力。 （2）高的紅硬性。 是指刀具材料在高溫仍能保持其高硬度、高耐磨性的能力。 （3）足夠的強度和韌性。 主要是指刀具材料承受沖擊和振動而不破碎的能力。。 （4）良好的工藝性。 一般是指切削加工性、可鍛性、可焊性、熱處理性能等。工藝性越好，則越便于制造。 常用刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷、立方氮化硼以及金剛石等。 4.5、冷卻液的選擇 冷卻液在機床加工工件時起相當大的作用，最基本的要求是提高加工精度、減少刀具砂輪的磨損，同時還必須具有防銹性、防霉性、清洗性，現在又增加了環(huán)保性――不傷害皮膚、無有毒、有害添加劑(如亞硝酸鹽、硝酸鹽、毒性較強的殺菌劑等)、不含礦物油等。 1、冷卻液的分類 目前經常使用的機加工冷卻液大致分為三類： 第一類為傳統的完全水溶型冷卻液(含大量的亞硝酸鹽)、乳化液或叫肥皂水(含大量的機油及亞硝酸鹽等)及礦物油和動植物油；這一類冷卻液主要是成本低，潤滑性能差。 第二類為國外進口冷卻液，有完全水溶型、乳化型和油基三種，這一類冷卻液使用效果較好，但成本較高。 第三類是國內近幾年開發(fā)的新型冷卻液，具有國外產品同等的性能，環(huán)保性好。這一類冷卻液價格適中，特別適合于配套設施好的磨床、加工中心、大型機加工設備。 水基冷卻液在機加工過程中主要存在的問題是：(1)易變質(2)防銹性差(3)清洗性差。 加工階段的劃分，根據零件的技術要求劃分加工階段。分以下幾個階段： 粗加工階段: 在此階段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產率。 半精加工階段: 在此階段主要是為主要表面的精加工做準備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。 精加工階段: 在此階段主要是保證各主要表面達到圖紙要求，主要任務是保證加工質量。 光整加工階段: 在此階段主要是為了獲得高質量的主要表面和尺寸精度。 將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是： 保證零件加工質量（因為工件有內應力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質量只能逐步提高，）； 有利于及早發(fā)現毛坯缺陷并得到及時處理； 有利于合理利用機床設備。 便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。 此外，將工件加工劃分為幾個階段，還有利于保護精加工過的表面少受磕碰損壞。 工序的劃分 工序集中原則 按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。 最大限度的工序集中，就是在一個工序內完成工件所有表面的加工。 采用數控機床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產適應性反而好，轉產相對容易，雖然設備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。 工序分散原則 按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些。 最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。 傳統的流水線、自動線生產基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實現高生產率生產，但對產品改型的適應性較差，轉產比較困難。 2、工序順序的安排 機械加工工序的安排原則 先基準面后其它表面：先把基準面加工出來，再以基準面定位來加工其它表面，以保證加工質量。 先粗加工后精加工：即粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 主要表面后次要表面：如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯接用的光孔等。 先加工平面后加工孔：平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。 3熱處理工序及表面處理工序的安排 根據熱處理的目的，安排熱處理在加工過程中的位置。 (1)退火 ： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是：消除內應力，提高強度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。 應用： 高碳鋼采用退火，以降低硬度； 放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 (2)正火： 將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工序。（ 注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關，一般低于固相線200度左右）其作用是：提高鋼的強度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應用： 低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 （3）回火： 將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。其作用是：穩(wěn)定組織、消除內應力、降低脆性。 （4）調質處理（淬火后再高溫回火）： 其作用：是獲得細致均勻的組織，提高零件的綜合機械性能。應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 時效處理： 其作用：是消除毛坯制造和機械加工中產生的內應力。應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。 （5）淬火： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后在冷卻介質中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。其作用是：提高零件的硬度。 應用：一般安排在磨削前。 （6） 滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進行。 為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行 4、檢驗工序的安排 為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在下列場合安排檢驗工序：粗加工全部結束之后、送往外車間加工的前后、工時較長和重要工序的前后、最終加工之后。 除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。 5、其它工序的安排 零件表層或內腔的毛刺對機器裝配質量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內孔、箱體內腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。 4.6、加工余量的確定 為了保證零件的質量（精度和粗糙度值），在加工過程中，需要從工件表面上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。 總余量：某一表面毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為總余量。 工序余量：該表面加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量。 工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。 單邊余量： 非對稱結構的非對稱表面的加工余量，稱為單邊余量。 雙邊余量： 對稱結構的對稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。 工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量、最小余量之分。 由于工序尺寸有偏差，故各工序實際切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量、最小余量之分。 工序尺寸公差一般按“入體原則”標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。 而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標注。 余量過大——材料浪費，成本增大； 余量過小——不能糾正加工誤差，質量降低； 所以，在保證質量的前提下，選余量盡可能小。 影響加工余量的因素 上道工序的表面粗糙度值 上道工序的表面缺陷層深度 上道工序各表面相互位置空間偏差ρa； （包括軸線的直線度、位移和平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內外圓的同軸度；平面的平面度等。） ρa的數值與上工序的加工方法和零件的結構有關，可用近似計算法或查有關資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時，可用向量和表示。 本工序的裝夾誤差Δεb 它除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。 上工序的尺寸公差Ta （包括幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。其大小可根據選用的加工方法所能達到的經濟精度，查閱工藝手冊確定。） 最小余量加上上道工序的尺寸公差，即為本道工序的加工余量。 加工余量的確定——計算法、查表法和經驗估計法 經驗估算法：靠經驗估算確定，從實際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產。 查表法(各工廠廣泛采用查表法)：根據手冊中表格的數據確定，應用較多。 分析計算法(較少使用)：根據實驗資料和計算公式，綜合確定，比較科學，數據較準確，一般用于大批大量。 4.7、 尺寸鏈解算與工序尺寸確定 零件圖上所標注的尺寸公差是零件加工最終所要求達到的尺寸要求，工藝過程中許多中間工序的尺寸公差，必須在設計工藝過程中予以確定。工序尺寸及其公差一般都是通過解算工藝尺寸鏈確定的，為掌握工藝尺寸鏈計算規(guī)律，這里先介紹尺寸鏈的概念及尺寸鏈計算方法，然后再就工序尺寸及其公差的確定方法進行論述。 （1）、尺寸鏈的定義 在工件加工和機器裝配過程中，由相互聯系的尺寸,按一定順序排列成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。 圖示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用調整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0；A1、A2和A0這三個尺寸構成了一個封閉尺寸組，就成了一個尺寸鏈。 工藝尺寸鏈的組成： 環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。 工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組成。環(huán)又分為： 封閉環(huán)（終結環(huán)）： 在加工過程中間接獲得的尺寸，稱為封閉環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，A0是間接得到的尺寸，它就是圖b所示尺寸鏈的封閉環(huán)。 組成環(huán)： 在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中A1與A2都是通過加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸鏈的組成環(huán)。 增環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)隨之增大或減小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表示增環(huán)字母上面用--> 表示。 減環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)反而隨之減小或增大的組成環(huán)，稱為減環(huán)。表示減環(huán)字母上面用<-- 表示。 怎樣確定增減環(huán)： 用箭頭方法確定，即凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，相同的組成環(huán)為減環(huán)。 在圖b所示尺寸鏈中，A1是增環(huán)，A2是減環(huán)。 （2）、尺寸鏈的分類 按尺寸鏈在空間分布的位置關系，可分為線性尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。 按尺寸鏈的應用范圍，可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈。 按尺寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。 按尺寸鏈之間相互關系，可分為獨立尺寸鏈和并聯尺寸鏈。 （3）、尺寸鏈的計算 尺寸鏈計算有正計算、反計算和中間計算等三種類型。已知組成環(huán)求封閉環(huán)的計算方式稱作正計算；已知封閉環(huán)求各組成環(huán)稱作反計算；已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個或幾個組成環(huán)，稱為中間計算。 尺寸鏈計算有極值法與統計法（或概率法）兩種。用極值法解尺寸鏈是從尺寸鏈各環(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關系的。用統計法解尺寸鏈則是運用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關系的。 計算封閉環(huán)的豎式表 列號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 代號 名稱 基本尺寸 上偏差 下偏差 公差 環(huán)的名稱 A ES EI T 增環(huán) 減環(huán) － － － 封閉環(huán) 第五章 設計小結 第五章 設計小結 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設計業(yè)接近了尾聲，經過這兩個多月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計之前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種的檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺，自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷學習，努力提高自己的知識和綜合素質。 在加工零件加工時，首先要對零件的圖樣進行工藝分析，看看哪些內容和工序是最適合、最需要用數控車床加工的。并不是所有的加工工藝過程都適合在數控機床上完成。而往往只是其中的一部分適合于數控加工。 還有就是在確定走刀路線的時候，我們需要畫一張簡單的工序圖，把已經擬定出來的走刀路線畫出來，這樣可以給編程省去不少麻煩。 這次畢業(yè)設計的課題是815舉升鋼管的加工。這個零件的結構比較復雜，有內孔、外圓、倒圓角、倒斜角、切槽和車螺紋等等。 對于這個零件的加工，我覺得挺復雜的。不但要畫出二維圖，還要畫三維立體圖，而且還要描述加工過程和編程。其中我用了好幾個軟件，看具體情況選擇的，我是依據我們學校的教學情況，還有我自己對制圖軟件的掌握程度，我選擇了Auto CAD 2006、CAXA實體設計、UGS NX 6.0等這幾個軟件。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的 同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法使我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 在此，還要感謝我的指導老師楊旭東老師，感謝老師對我的悉心指導，在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最 大收獲和財富，使我終身受益。 附錄 一、 加工工藝規(guī)程 零件名稱 815舉升鋼管 零件材料 毛坯種類 毛坯硬度 鍛造件 鍛造件 不高 單位名稱 江蘇城市職業(yè)學院（徐州） 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 三爪卡盤 CD6140A 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 1 備料（鍛造件） 2 車底座端面 0.3 500 50 手動 3 鉆底孔 0.1 450 20 手動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 專用夾具 CD6140A 水溶性切屑液 工序號 工序號 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 4 鉆側孔 0.1 300 50 手動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 三爪卡盤 數控車床 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 5 車底平面 0.2 500 50 自動 6 切底面槽 0.1 500 50 自動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 三爪卡盤 數控車床 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 7 車側平面 0.2 500 50 自動 8 車側孔倒角 0.1 500 60 自動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 專用夾具 ZN3050X16 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 9 鉆4xφ11孔 0.2 450 50 手動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 專用夾具 ZN3050X16 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 10 鉆4xφ8.6孔 0.5 500 50 手動 夾具名稱 設備名稱 冷卻液 夾具名稱 SWJ160 水溶性切屑液 工序號 工序名稱 進給量(mm/r) 主軸轉速（r/min） 切削速度（m/min） 備注 11 攻螺紋 0.1 300 60 手動 二、刀具卡 產品名稱 零件名稱 815舉升鋼管 零件圖號 A4 程序編碼 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑（mm） 補償量(mm) 備注 1 T01 外圓車刀 90° 30 2 T02 麻花鉆 28mm 28 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑 (mm) 補償量(mm) 備注 3 T03 麻花鉆 25mm 25 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑 (mm) 補償量(mm) 備注 4 T04 外圓車刀 90° 10 5 T05 端面槽刀 4.2mm 30 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑 (mm) 補償量(mm) 備注 6 T06 外圓車刀 90° 10 7 T07 外圓車刀 90° 10 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑 (mm) 補償量(mm) 備注 8 T08 麻花鉆 11mm 11 9 T09 麻花鉆 10mm 10 工步號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具直徑 (mm) 補償量(mm) 備注 10 T10 攻螺紋鉆 8.6mm 8.6mm 第六章 參考文獻 第六章 參考文獻 1、吳拓，機械制造工藝與機床夾具第二版 [M]。北京：機械工業(yè)出版社，2011 2、申愛民，UG NX6.0機械設計(實戰(zhàn)篇) [M]。浙江：中國鐵道出版社， 2010- 3 、楊可楨，機械設計基礎 [M]。陜西：高等教育出版社，2006 4、金問楷，機械加工工藝基礎[M]。北京：清華大學出版社，1990 5朱淑萍，機械加工工藝及準備 [M]。北京：機械工業(yè)出版社，2002 6、周虹，數控加工工藝設計與程序編制 [M]。北京：人民郵電出版社，2009 7、王愛玲，數控機床結構及應用[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2006 8、江湘云，設計材料及加工工藝 [M]。北京：北京理工大學出版社，2003 9、機械制造基礎[M]。北京：電子工業(yè)出版社，2010 作者簡介 作者簡介 姓名；柴楠 性別：女 民族：漢 出生年月：1990-02-10 籍貫：江蘇省徐州市 政治面貌：共青團員 學歷：大專 專業(yè):機械CAD/CAM 培養(yǎng)方式：國家統招 教育背景： 2003年09月—2006年07月 江蘇省徐州豐縣宋樓初級中學； 2006年09月—2010年06月 江蘇省豐縣二中讀高中； 2010年09月—2013年06月 江蘇城市職業(yè)學院讀大專 資歷證書： 1. 國家制造業(yè)信息化技能認證-證書UG（三維CAD高級 應用工程師） 2. 國家人力資源和社會保障部證書AutoCAD(高級制圖員) 3. 高等學校英語應用能力考試委員會證書-英語（應用能力A級） 4．全國計算機等級考試（一級B）