軸承蓋數(shù)控工藝和夾具設計【三維UG】[CAD高清圖紙和文檔]

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O0001 G99G97G21 M03S600F0.3 T0101 G00X156Z5 G1Z-57 G0X150 Z5 X161.5Z5 G1Z0 G1X159.5 Z-1 Z-10 G0X150 Z5 X150Z200 T0202 G0X237Z5 G71U0.5W0R10 G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800 N100G0X153S1100F0.1 G1Z0 X188 X190 Z-1 Z-7 G2X192Z-8R1 G1X228 X230Z-9 N200Z-20 G70P100Q200 G0X100Z200 M30 % O0002 G99G97G21 T0303 M03S500F0.1 G0X150Z55 Z-44 G1X172 G04X2.0 G0X150 Z5 G0 X200Z200 T0101 G0X153Z1 G90X158Z-42 X162 X166 X168 X169.5 T0202 G0X238Z2 G71U0.5W0R3 G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800 N100G0X150 G1Z0S1200F0.1 X188 X190Z-1 Z-34 N200G1X230 G70P100Q200 G0X200Z200 T0404 G0X192Z-24 G75R0.5 G75X186Z-34P2000Q1000F0.1 G0X230 X250Z250 M30 % %1234 G54X0Y0Z10 G90G17 M03S1000 G43G01Z10F200 M98P200 G68X0Y0P45 M98P200 G68X0Y0P90 M98P200 G68X0Y0P135 M98P200 G68X0Y0P180 M98P200 G68X0Y0P225 M98P200 G68X0Y0P270 M98P200 G68X0Y0P315 M98P200 G68X0Y0P360 G49Z50 G69M30 %200 G41G01X0Y105F200 Z-9 Z10 G40X0Y0 M99 %1234 G54X0Y0Z10 G90G17 M03S1000 G43G01Z10F200 M98P200 G68X0Y0P45 M98P200 G68X0Y0P90 M98P200 G68X0Y0P135 M98P200 G68X0Y0P180 M98P200 G68X0Y0P225 M98P200 G68X0Y0P270 M98P200 G68X0Y0P315 M98P200 G68X0Y0P360 G49Z50 G69M30 %200 G41G01X0Y105F200 Z-9 Z10 G40X0Y0 M99 %1234 G54X0Y0Z10 G90G17 M03S1000 G43G01Z10F200 M98P200 G68X0Y0P45 M98P200 G68X0Y0P90 M98P200 G68X0Y0P135 M98P200 G68X0Y0P180 M98P200 G68X0Y0P225 M98P200 G68X0Y0P270 M98P200 G68X0Y0P315 M98P200 G68X0Y0P360 G49Z50 G69M30 %200 G41G01X0Y105F200 G84X0Y90Z-12R7P2F1.25L2 Z10 G40X0Y0 M99 學號 南湖學院 畢業(yè)設計任務書 課題名： 盤蓋零件加工工藝及數(shù)控編程 學生姓： 系 別： 專 業(yè)： 指導教師： 年 月 日 目 錄 目 錄 2 摘 要 II Abstract III 1 復雜零件概述 1 1.1國內外數(shù)控發(fā)展概況 1 1.2數(shù)控技術發(fā)展趨勢 2 1.2.1　性能發(fā)展方向 2 1.2.2　功能發(fā)展方向 3 1.3 智能化新一代數(shù)控系統(tǒng) 5 2 零件圖分析 6 3 零件加工工藝內容 6 3.1 加工精度分析 6 3.2毛坯、余量分析 7 3.3設備的選擇 7 3.3.1選擇刀具 7 3.3.2選擇夾具 9 3.3.3 軸承蓋外輪廓主要工序尺寸精度分析 9 3.3.4 定位方案的確定 10 3.3.5 夾緊方案及夾緊元件的確定 10 3.4 定位基準的選擇 10 3.4.1 夾具裝配草圖 11 3.5加工工序的安排 11 3.5.1加工方案的制定 11 3.6 切削用量的選擇 12 3.6.1主軸轉速的確定 12 3.6.2進給速度的確定 13 3.6.3背吃刀量的確定 13 3.6.4冷卻液的選擇 14 3.7 編寫工藝文件 14 3.7.1 工藝過程卡 14 3.7.2 工序卡 15 3.8 實體造型 15 4 零件的數(shù)控加工程序編制 15 4.1 零件加工程序 15 數(shù)控車床部分： 15 數(shù)控銑床部分： 19 致 謝 24 參考文獻 25 摘 要 本文介紹了軸承類零件從毛坯到成品的加工過程。對零件的結構進行了分析，制定了零件的加工工藝內容。選擇了零件毛坯和設備，確定了定位基準與夾具，對零件的加工工藝方案、切削用量的選擇等進行了具體的分析。使用了CAD、UG繪制零件圖，編制了工藝卡、工序卡和刀具卡片，采用手動和自動編寫程序。并加工出零件，進行質量分析。 關鍵詞： 軸承蓋零件；數(shù)控加工；工藝分析；CAD ；UG  Abstract This paper introduces the pentagon convex platform parts from blank to finished products processing process. For parts of the structure analysis, formulated the machining process of the part of the content. Choose the parts blank and equipment, determined the locating datum and fixtures, the processing technology of the scheme for parts, and selection of cutting parameter of the analysis of the concrete. Compiled the process card, process card and the cutting tool card, adopt the automatic programming. And use the milling machining center out parts, for the quality analysis. Keywords: polygon convex platform parts; turning processing; CAD;UG - II 南湖學院畢業(yè)設計（論文） 1 復雜零件概述 1.1國內外數(shù)控發(fā)展概況 隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 ???? 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術實行變革勢在必行。 1.2數(shù)控技術發(fā)展趨勢 1.2.1　性能發(fā)展方向 （1）柔性化　 包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 （2）高速高精高效化　 速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。 （3）實時智能化　 早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規(guī)定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W技術發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現(xiàn)實的領域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發(fā)展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數(shù)控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應調節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。 （4）工藝復合性和多軸化　 以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數(shù)控技術軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。 1.2.2　功能發(fā)展方向 （1）科學計算可視化　 科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據和解釋數(shù)據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環(huán)境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數(shù)控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數(shù)自動設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。 （2）多媒體技術應用　 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現(xiàn)場設備的故障診斷、生產過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。 （3）插補和補償方式多樣化　 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補（非均勻有理B樣條插補）、樣條插補（A、B、C樣條）、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取? （4）內裝高性能PLC　 數(shù)控系統(tǒng)內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。 （5）用戶界面圖形化　 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。 1.2.3　體系結構的發(fā)展 （1）模塊化　 硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。 （2）集成化　 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 （3）通用型開放式閉環(huán)控制模式　 采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網絡化。 （4）網絡化　 機床聯(lián)網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。 1.3 智能化新一代數(shù)控系統(tǒng) 當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結構的、智能化新一代數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。 數(shù)控銑床銑削零件，是理論知識和實踐的課題。它主要的意義是讓我們了解數(shù)控技術，了解數(shù)控技術給我們生活帶來的方便，給我國的傳統(tǒng)工藝帶來的巨大的改變。 同過去的傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控不僅加工自動化程度高，在數(shù)控機床加工零件時，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都是由機床自動完成。而且，數(shù)控加工精度高，加工質量穩(wěn)定。數(shù)控加工尺寸精度通常在0.005-0.1MM之間。數(shù)控加工對象比較廣泛，生產的效率也比較高：一方面自動化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面，省去了劃線，多次裝夾，檢測等工序；例如凸輪零件在加工過程中，先把刀對好，再利用數(shù)控編程技術使加工深度逐漸的加深，這樣既能不損壞刀具，又能達到加工要求。這樣就提高了效率。數(shù)控技術生產的效率.質量是先進技術的主題。 21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適用控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用鏈接方便的智能化，如智能化的自動編程，自動化的人機界面等；還有智能診斷.智能監(jiān)控方面的內容，方便系統(tǒng)的診斷和維修等。 為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢，數(shù)控加工正在向工序集中.更高速高效率.更高精度.更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展。 課題目的： （1）培養(yǎng)和提高自己綜合運用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，進一步將自己學到的理論知識運用到實際問題當中去，使所學的理論知識得到鞏固、擴大、加深和系統(tǒng)化。 （2）學會利用現(xiàn)代數(shù)控技術解決普通銑床難以解決的零件，使用現(xiàn)代數(shù)控銑床編程數(shù)控程序銑削凸輪零件，學會和同學們一起互相合作，互相探討，培養(yǎng)團隊合作精神。 2．課題任務、設計內容、實現(xiàn)途徑 課題任務： （1）分析零件的數(shù)控銑削加工工藝。 （2）合理的選擇數(shù)控機床， （3）利用數(shù)控銑床銑削零件。 （4）利用CAD/CAM技術畫圖根據其圖樣自動生成加工程序，然后轉換到數(shù)控銑床，讓其加工出合格的零件 設計內容：數(shù)控加工工藝設計、程序編制；機床、刀具、材料的選擇；工件的裝夾；數(shù)控銑；工藝路線的擬定。 2 零件圖分析 如圖2-1該零件為軸承蓋類零件，可以看出該零件由平面、沉頭孔、螺紋孔組成。 圖2-1二維零件圖 3 零件加工工藝內容 3.1 加工精度分析 該零件的加工精度為IT6級，表面粗糙度為0.8um。加工時應保證零件的Φ170mm孔為H6上差為+0.025mm，下差為0mm，表面粗糙度為0.8um;Φ190p6上差為0.079mm下差為0.05mm，有同軸度要求Φ0.02與A基準，表面粗糙度為1.6um。其余表面粗糙度要求為3.2um，材料不得有裂紋和氣孔，并去除毛刺，符合GB/T1804-M國家標準。 3.2毛坯、余量分析 該零件為鍛件材料為1Cr11Ni2WMoV。1Cr11Ni2WMoV材料有良好的硬度、剛度，切削性能。其毛坯尺寸為單邊留余量3mm，各處都有單邊加工余量。由于零件在裝夾和加工過程中存在一定的變形，所以該零件加工成型后會產生一定的誤差，只要控制在公差范圍內就可以。 3.3設備的選擇 根據數(shù)控車床所加工的對象來分析，能完成該零件的加工。從零件的結構形狀和精度以及加工的難易程度等條件來選擇數(shù)控設備的型號，因為該零件由孔和螺紋孔組成，但是考慮到該零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，為了減少因多次換刀而帶來的人為誤差，避免多次裝夾引起的定位誤差，因此選擇教學設備數(shù)控車床，華中數(shù)控XD-A40加工。 3.3.1選擇刀具 數(shù)控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。對刀具的基本要求： （1）車刀剛性要好。車刀剛性要好的目的有二：一是為提高生產效率而采用大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控車床加工過程中難以調整切削用量的特點； （2）車刀的耐用度要高。尤其是當一把車刀加工的內容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會影響零件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階。除上述兩點之外，車刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。 根據不同的加工內容，則需要不同規(guī)格的刀具來進行加工，該零件材料為1Cr11Ni2WMoV，毛坯為鍛件單邊留有余量3mm足夠，余量較為充足，考慮到加工效率，接刀痕跡，走刀的重疊量。綜上分析確定粗加工鏜內孔Φ160用鏜刀，車右端面和Φ190外圓和Φ230的外圓用45度左偏刀，精加工鏜內孔Φ160用鏜刀，車右端面和Φ190外圓和Φ230的外圓用45度左偏刀，換頭裝夾割槽3x1mm用3mm割刀，鏜內孔Φ170鏜刀，車外圓45度左偏刀。 切削用刀具材料應具備的性能有： （1）高速鋼 比工具鋼硬，用于低速或不連續(xù)切削，刀具壽命較長； （2）高性能高速鋼 強韌、抗邊緣磨損性強，用于可粗切或精切任何材料，包括鋼、不銹鋼、非鐵和非金屬材料，切削速度可比高速鋼高，強度和韌性較粉末冶金好； （3）粉末冶金高速鋼 良好的抗熱性和抗碎片磨損，用于切削鋼、高溫合金、不銹鋼、鋁、碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材料，切削速度可比高性能高速鋼高15%； （4）硬質合金 耐磨損、耐熱，用于可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金的精加工，壽命比一般工具鋼高10-20倍； （5）陶瓷 高硬度、耐熱沖擊性好，用于高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工，也適合加有色金屬和非金屬材料不適合加工鋁、鎂、鈦及其合金，還可用于高速加工； （6）立方氮化硼 超強硬度、耐磨性好，用于硬度大于450HBW材料的高速切削，刀具壽命長，可實現(xiàn)超精表面加工； （7）聚晶金剛石 超強硬度、耐磨性好，用于粗切和精切鋁等有色金屬和非金屬材料，刀具壽命長，可實現(xiàn)超精表面加工。 刀具卡3-1如下： 表3-1 數(shù)控加工刀具卡 產品名稱 軸承蓋零件 零件 圖號 1 補償值/mm 備注 序號 刀具號 刀具名稱 刀柄型號 刀具 長度/mm 1 T0101 鏜刀 卡尺 2 T0202 55度左偏刀 45度 卡尺 3 T0303 內割刀 3mm 實測 4 T04 外割刀 4mm 5 T05 鉆刀 9mm 6 T06 鉆刀 56 T07 絲錐 M6 編制 審核 批準 共1頁 第1頁 3.3.2選擇夾具 在確定裝夾方案時，只需根據已選定的加工表面和定位基準確定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。 （1）專用夾具：一般在產品相對穩(wěn)定、批量較大的生產中采用各種專用夾具，可獲得較高的生產率和加工精度。除大批量生產之外，中小批量生產中也需要采用一些專用夾具，但在結構設計設計時要進行具體的技術經濟分析； （2）組合夾具：組合夾具是一種模塊化的夾具。標準的模塊元件具有較高的精度和賴磨性，可組裝成各種夾具。夾具用完可拆卸，清洗后可留、待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點； （3）通用夾具：已經標準化的可加工一定范圍內不同工件的夾具，稱為通用夾具。其尺寸、結構已經規(guī)范化，而且具有一定的通用性，這類夾具適應性強，可用于一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，價格便宜。其缺點是夾具精度不高，生產效率也比較低，較難裝夾。一般適用于單件小批量生產中。 選擇裝夾方法的要點： （1）盡可能的選擇箱體的設計基準為精基準；粗基準的選擇要保證重要表面的加工余量均勻，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙的要求，且便于裝夾； （2）銑床高速強力切削時，定位基準要有足夠的接觸面積和分布面積，以承受大的切削力且定位移動可靠； （3）夾具本身要以銑床工作臺上的基準槽或基準孔來定位并安裝到機床上，這可確保零件的工件坐標系與機床坐標系固定的尺寸關系，這是和普通機床的一個重要區(qū)別。 經綜合分析：該零件批量小批量幾百件應選用通用夾具在特殊特征加工時選擇專用夾具。 該零件為軸類零件，主要特征是內孔和外圓，有些特征的位置公差和尺寸公差要求較高，但是在數(shù)控車床上能夠加工的出來。在三爪卡盤上夾持加工內孔和外圓，換頭加工另外一端的內孔和外圓。最后使用專用夾具放到銑床上銑孔并使用絲錐攻螺紋。 3.3.3 軸承蓋外輪廓主要工序尺寸精度分析 該工序加工時應主要保證零件的Φ170mm孔為H6上差為+0.025mm，下差為0mm，表面粗糙度為0.8um;Φ190p6上差為0.079mm下差為0.05mm，有同軸度要求Φ0.02與A基準，表面粗糙度為1.6um。 3.3.4 定位方案的確定 先使用三爪卡盤在車床上固定加工外輪廓和內孔及退刀槽，后面加工Φ9mm和Φ5mm的孔時都是使用專用夾具定位使用數(shù)控銑床加工。最后在銑床上攻螺紋。 故其銑孔夾具圖（JB/T8018.1-1999，如圖3-3） 圖3-3 3.3.5 夾緊方案及夾緊元件的確定 本套夾具選用壓板和螺母壓緊；其元件主要銷釘支座組成。 3.4 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準稱為粗基準，用已加工過的表面作為定位基準稱為精基準。 選擇定位基準要遵循基準重合原則，即力求設計基準、工藝基準和編程基準統(tǒng)一，這樣做可以減少基準不重合產生的誤差和數(shù)控編程中的計算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。 3.4.1 夾具裝配草圖 圖3.3 夾具裝配圖 3.5加工工序的安排 工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序的安排與否將直接影響到零件的加工質量、生產率和加工成本。 切削加工工序通常按以下原則劃分： （1）以一次安裝作為一道工序； （2）以粗、精加工劃分工序； （3）以同一把刀具加工的內容劃分工序； （4）以加工部位劃分工序。 在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，對于毛坯質量高、加工余量較小、加工精度要求不高或新產品試制等單件或生產批量很小的零件，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。 由于本零件的加工余量較小，根據零件特點將加工內容分為粗、精兩個工序完成。 3.5.1加工方案的制定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。加工路線的確定原則： （1）加工路線因保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； （2）使數(shù)值計算簡單，減少編程工作量； （3）應使加工路線最短，這樣既可以減少程序段，又可以減少空刀時間。 根據零件圖樣，制定以下工藝方案，選取最佳一種，（即加工工時最短，又能保證質量）下面分析一套工藝方案進行比較： 車削方案：粗鏜Φ160內孔粗車Φ190和Φ230外圓→精粗鏜Φ160內孔精車Φ190和Φ230外圓→換頭裝夾切槽粗鏜Φ170粗車Φ190外圓。 銑削方案：Φ9鉆刀鉆8個Φ9孔→Φ5的鉆刀鉆8個Φ5螺紋底孔→M6的絲錐攻螺紋分析：遵循刀具集中原則，粗精分開，先面后孔原則故此方案可行。 3.6 切削用量的選擇 對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量是加工過程中重要的組成部分，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。切削用量的因素包括： （1）機床 機床剛性、最大轉速、進給速度等； （2）刀具 刀具長度、刃長、刀具刃口、刀具材料、刀具齒數(shù)、刀具直徑等； （3）工件 毛坯材質、熱處理性能等； （4）裝夾方式 壓板、臺鉗、托盤等； （5）冷卻情況 油冷、水冷、氣冷等。 當進行數(shù)控編程時編程人員必須確定每道工序的切削用量并以指令的形式寫入程序中。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度充分發(fā)揮刀具切削性能保證合理的刀具耐用度。并充分發(fā)揮機床的性能最大限度地提高生產率降低成本。 3.6.1主軸轉速的確定 (1) 粗車外圓時，選取Vc=120m/min，f=0.3mm/r，ap=2mm，粗加工時直徑為190mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ?????? ?=[（1000×120）/（3.14×190）]r/min=216r/min ??進給速度：F =f×n =（0.3×216）mm/min=64.8mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選擇n=200r/min，F(xiàn)=64.8mm/min，ap=2mm。 其他同理： 工件材料 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進給量/（mm.r-1） 刀具材料 碳素鋼 (δb? >600Mpa） 粗加工 5～7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 鉆中心孔 500～800 W18Cr4V 鉆孔 ～30 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 鑄鐵 （200HBS以下） 粗加工 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 70～100 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 3.6.2進給速度的確定 ?粗車外圓直徑為190mm進給速度：F =f×n =（0.3×216）mm/min=64.8mm/min 其他算法同理 3.6.3背吃刀量的確定 背吃刀量是根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。 選擇時應使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。如切削用量表3-4所示： 表3-4 切削用量表 工步內容 刀具號 刀具規(guī)格mm 主軸轉速r/min 進給速度mm/min 背吃刀量mm 粗車左端面 T0202 端面車刀 200 300 0.3 精車左端面 T0202 端面車刀 600 150 0.1 粗車右端面 T0202 端面車刀 200 300 0.3 精車右端面 T0202 端面車刀 600 150 0.1 鉆孔Φ9 鉆刀 Φ9 200 80 0.1 鉆底孔Φ5 鉆刀 Φ5 200 80 0.1 攻螺紋M6 絲錐 M6 60 3.6.4冷卻液的選擇 為了刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產生，而且要改善散熱條件，使用切削液可以有效的降低溫度還可以防止切削層金屬的變形。減少切削與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦，現(xiàn)有冷卻液分為：水溶液、乳化液和切削油三大類。根據零件材料和刀具材料分析，為了得到較高的表面質量和精度，并且減少水與鋁的化學反應。所以選取10％乳化液效果較好。 冷卻液表3-5如下所示： 表3-5 冷卻液主要成分及作用 冷卻液名稱 主要成分 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化悸 冷卻、潤滑、防銹 切削油 礦物油、動植物油、極壓油添加劑或油性 潤滑 3.7 編寫工藝文件 工藝設計完成后就需要形成紙質或電子文檔，常稱為工藝卡片或工藝規(guī)程，可統(tǒng)稱為工藝文件。工藝文件應包括下列內容： （1）機床、工裝、量具和量儀、附件、毛坯等規(guī)格型號； （2）工序、工步表格； （3）和工序、工步表格相關聯(lián)的程序清單； （4）和管理有關的工時定額、日期、人員、權限等記錄。 3.7.1 工藝過程卡 注釋：工序過程卡見附錄 3.7.2 工序卡 注釋：工序過程卡見附錄 3.8 實體造型 4 零件的數(shù)控加工程序編制 4.1 零件加工程序 數(shù)控車床部分： 程序一： 程序號 程序 程序注釋 O0001 程序名 G99G97G21 定坐標系公制單位 M03S600F0.3 啟動主軸確定轉速進給 T0101 調用一號刀鏜刀 G00X156Z5 定位 G1Z-57 走刀鏜內孔 G0X150 退刀x軸 Z5 退刀z軸 X161.5Z5 定位 G1Z0 Z軸進刀 G1X159.5 X軸進刀 Z-10 走刀 G0X150 退刀x軸 Z5 退刀z軸 X150Z200 回參考點 T0202 換刀 G0X237Z5 定位 G71U0.5W0R10 循環(huán)車削外輪廓 G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800 N100G0X153S1100F0.1 確定精加工主軸轉速和進給 G1Z0 Z向走刀 X188 X向走刀 X190 Z-1 倒角 Z-7 走刀 G2X192Z-8R1 倒圓弧 G1X228 走刀x向 X230Z-9 倒角 N200Z-20 Z向走刀 G70P100Q200 精加工外輪廓 G0X100Z200 回參考點 M30 主軸停止 % 換頭裝夾程序二： 程序號 程序 程序注釋 O0002 程序名 G99G97G21 定參考坐標和確定公制單位 T0303 換3號刀內割刀 M03S500F0.1 主軸開啟確定轉速和進給 G0X150Z55 定位 Z-44 Z向定位 G1X172 走刀切槽 G04X2.0 暫停2s G0X150 X軸退刀 Z5 Z軸退刀 G0 X200Z200 回參考點 T0101 換刀 G0X153Z1 定位 G90X158Z-42 G90循環(huán)鏜內孔 X162 內孔直徑 X166 內孔直徑 X168 內孔直徑 X169.5 內孔直徑 T0202 退刀 G0X238Z2 回參考點 G71U0.5W0R3 循環(huán)粗車外輪廓 G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800 N100G0X150 X軸進刀 G1Z0S1200F0.1 確定精車主軸轉速和進給 X188 走刀 X190Z-1 倒角 Z-34 Z向走刀 N200G1X230 X向走刀 G70P100Q200 精車加工 G0X200Z200 返回參考點 T0404 換刀外圓割刀 G0X192Z-24 定位 G75R0.5 割槽循環(huán)加工 G75X186Z-34P2000Q1000F0.1 G0X230 退刀 X250Z250 返回參考點 M30 主軸停止 % 數(shù)控銑床部分： 程序三：鉆孔8個Φ9mm 程序號 程序 程序注釋 %1234 程序名 G54X0Y0Z10 建立工件坐標系，定位起點 G90G17 絕對編程，定義加工面 M03S1000 啟動主軸正轉 G43G01Z10F200 刀具補償 M98P200 調用子程序%2000 G68X0Y0P45 旋轉角度45° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P90 旋轉角度90° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P135 旋轉角度135° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P180 旋轉角度180° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P225 旋轉角度225° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P270 旋轉角度270° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P315 旋轉角度315° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P360 旋轉角度360° G49Z50 調用子程序 G69M30 取消旋轉，程序返回起始點 %200 子程序名 G41G01X0Y105F200 直線插補 Z-9 直線插補 Z10 退刀 G40X0Y0 回到原點 M99 調用子程序結束 程序四：鉆孔8個底孔Φ5mm 程序號 程序 程序注釋 %1234 程序名 G54X0Y0Z10 建立工件坐標系，定位起點 G90G17 絕對編程，定義加工面 M03S1000 啟動主軸正轉 G43G01Z10F200 刀具補償 M98P200 調用子程序%2000 G68X0Y0P45 旋轉角度45° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P90 旋轉角度90° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P135 旋轉角度135° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P180 旋轉角度180° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P225 旋轉角度225° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P270 旋轉角度270° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P315 旋轉角度315° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P360 旋轉角度360° G49Z50 調用子程序 G69M30 取消旋轉，程序返回起始點 %200 子程序名 G41G01X0Y90F200 直線插補 Z-15 直線插補 Z10 退刀 G40X0Y0 回到原點 M99 調用子程序結束 程序五：攻螺紋M6 程序號 程序 程序注釋 %1234 程序名 G54X0Y0Z10 建立工件坐標系，定位起點 G90G17 絕對編程，定義加工面 M03S1000 啟動主軸正轉 G43G01Z10F200 刀具補償 M98P200 調用子程序%2000 G68X0Y0P45 旋轉角度45° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P90 旋轉角度90° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P135 旋轉角度135° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P180 旋轉角度180° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P225 旋轉角度225° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P270 旋轉角度270° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P315 旋轉角度315° M98P200 調用子程序 G68X0Y0P360 旋轉角度360° G49Z50 調用子程序 G69M30 取消旋轉，程序返回起始點 %200 子程序名 G41G01X0Y105F200 直線插補 G84X0Y90Z-12R7P2F1.25L2 攻絲 Z10 退刀 G40X0Y0 回到原點 M99 調用子程序結束 致 謝 經過這段時間的學習和工作，我終于完成了畢業(yè)設計。從開始思考論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文設計的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受。我開始了獨立的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。 最后，我要特別感謝我的指導老師。是他們在我畢業(yè)的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵,使我能夠順利完成畢業(yè)設計，在此表示衷心的感激。各位老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他們耐心的輔導。本設計能夠順利的完成，也歸功于各位老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。同時我在網上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此本系的全體老師表示由衷的謝意。 大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。即將結束再次學習的生活，相信等待我的是一片充滿機遇、風險與快樂的土地；也相信我和同仁們的事業(yè)必將如涅磐之鳳、浴火之凰。 參考文獻 [1] 趙長旭.?數(shù)控加工工藝.?西安：西安電子科技大學出版社，2007.9 [2] 江洪.?UG NX6基礎教程.?北京：機械工業(yè)出版社，2007.1 [3] 王甫茂.?機械制造基礎.?上海：上海交通大學出版社，2005. 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