散熱器工藝及工裝設(shè)計(帶編程夾具設(shè)計)

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In addition to the radiator parts designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design for milling machine. The main task is to design a machine radiator the processing technology and CNC milling, used in the design of the first design process in accordance with the processing technology to NC milling; designed to focus on NC milling. Key Words: radiator, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 II Abstract 1 目 錄 2 第1章 緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 2 1.4機床夾具的功能 2 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 第2章 散熱器的加工工藝規(guī)程設(shè)計 5 2.1零件的分析 5 2.1.1零件的作用 5 2.1.2零件的工藝分析 5 2.2確定生產(chǎn)類型 6 2.3確定毛坯 6 2.3.1確定毛坯種類 6 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 6 2.3.3繪制鑄件零件圖 6 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 7 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 7 2.4.2制定工藝路線 7 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9 2.5 切削用量及工時計算 9 2.5.1粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3 9 2.5.2精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 11 2.5.3 鉆周邊22XΦ5的孔 13 2.5.4鉆周邊8XΦ8的底孔Φ7.5 14 2.5.5 鉸孔8XΦ8 14 2.5.6 翻面，銑另一面周邊面 15 2.5.7 銑散熱隔板槽 17 2.5.8 銑散矩形槽和矩形孔槽 19 2.5.9鉗工打毛刺 20 2.5.10檢驗 20 第3章 銑床夾具設(shè)計 21 3.1問題的指出 21 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 21 3.3 定位方案和元件設(shè)計 22 3.4 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 22 3.5切削力及夾緊力的計算 23 3.6 定位誤差的計算 25 3.7 本章小結(jié) 26 第4章 數(shù)控加工編程 29 4.1 設(shè)置加工操作環(huán)境 32 4.2 創(chuàng)建NC加工序列 33 4.3 數(shù)控程序的生成 36 4.4 加工面的程序代碼 38 4.5 其他部位的加工截圖 39 結(jié) 論 42 參 考 文 獻 43 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第2章 散熱器的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是散熱器。散熱器是用來傳導(dǎo)、釋放熱量的一系列裝置的統(tǒng)稱。目前散熱器主要有采暖散熱器、計算機散熱器，其中采散熱器又可根據(jù)材質(zhì)和工作模式分為若干種，計算機散熱器可根據(jù)用途和安裝方法分為若干種。 2.1.2零件的工藝分析 圖1.1 零件圖 零件的材料為鍛鋁，鍛造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是散熱器需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 由上面分析可知，可以先加工散熱器中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此散熱器零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此散熱器零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為鍛鋁。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊大，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鍛造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊》112頁表1-4-7 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) ①粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。 ②精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.4.2制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序一 粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3 工序二 精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 工序三 鉆周邊22XΦ5的孔 工序四 鉆周邊8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 鉸孔8XΦ8 工序六 翻面，銑另一面周邊面 工序七 銑散熱隔板槽 工序八 銑散矩形槽和矩形孔槽 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 表2.2工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序一 銑散熱隔板槽 工序二 銑散矩形槽和矩形孔槽 工序三 鉆周邊22XΦ5的孔 工序四 鉆周邊8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 鉸孔8XΦ8 工序六 翻面，銑另一面周邊面 工序七 粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3 工序八 精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工散熱隔板槽，矩形槽和矩形孔槽,這樣缺少定位基準(zhǔn)。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案一比較合適。 工序號 工序內(nèi)容 工序一 粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3 工序二 精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 工序三 鉆周邊22XΦ5的孔 工序四 鉆周邊8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 鉸孔8XΦ8 工序六 翻面，銑另一面周邊面 工序七 銑散熱隔板槽 工序八 銑散矩形槽和矩形孔槽 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機床的選擇 采用MCV650數(shù)控銑床 ②選擇夾具 該散熱器的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.5 切削用量及工時計算 2.5.1粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3 1加工條件 工件材料：鍛鋁。 加工要求：粗銑裝配端面，使粗糙度達到6.3。 機床：MCV650數(shù)控銑床 選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6的硬質(zhì)合金端銑刀。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，， 銑刀直徑選取。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，選擇，。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2銑刀的幾何形狀取、、、、、、。 2計算切削用量 1）決定銑削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則。 2）決定每齒進給量 采用不對稱銑削以提高進給量。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6時，銑床功率為（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38），，但因采用不對稱銑削，故可以取。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為，由于銑刀直徑，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8查得刀具壽命。 4）決定切削速度和每分鐘進給量 切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16查得：、、 各修正系數(shù)為 所以： 根據(jù)型銑床說明書，《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-39與4.2-40，選擇、。 因此，實際切削速度與每齒進給量為： 5）校驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，， ，，，，近似為。 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為 故,因此所選擇的切削用量可以采用。即，，，，。 3計算切削工時 計算基本工時 式中， 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7， ， 2.5.2精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 1加工條件 工件材料：鍛鋁。 加工要求：精銑裝配端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差。 機床：MCV650數(shù)控銑床 選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6的硬質(zhì)合金端銑刀。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，， 銑刀直徑選取。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，選擇，。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2，銑刀的幾何形狀取、、、、、、。 2計算切削用量 1）決定銑削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則。 2）決定每齒進給量 采用不對稱銑削以提高進給量。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6時，銑床功率為（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38），，但因采用不對稱銑削，故可以取。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為，由于銑刀直徑，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8查得刀具壽命。 4）決定切削速度和每分鐘進給量 切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16查得：、、 各修正系數(shù)為 所以： 根據(jù)銑床說明書，《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-39與4.2-40，選擇、。 因此，實際切削速度與每齒進給量為： 5）校驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，，，，，，近似為。 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為 故,因此所選擇的切削用量可以采用。即，，，，。 3計算切削工時 計算基本工時 式中， 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7， ， 2.5.3 鉆周邊22XΦ5的孔 機床：MCV650數(shù)控銑床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ5. 1)進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2)切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速：n== 2388r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與2388r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。 所以實際切削速度：== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=13mm; =4mm; =3mm; t= ==0.08(min) T=22X0.08min=1.76min 2.5.4鉆周邊8XΦ8的底孔Φ7.5 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ7.5. 1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns== 1592r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。 所以實際切削速度：== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　 t=i ;其中l(wèi)=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) T=8X0.07min=0.56min 2.5.5 鉸孔8XΦ8 1、選擇鉸刀 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1-16，鉸刀選為的高速鋼直柄機用鉸刀，，,。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.6，其幾何參數(shù)為，，。 2、選擇切削用量 （1）決定進給量f：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.11，，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-13，查得。 （2）決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命： 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當(dāng)時，鉸刀后刀面最大磨損量為1.2，壽命。 （3）決定切削速度： 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.30，計算削速度： 那么 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，與相近的機床轉(zhuǎn)速為與，現(xiàn)取。 所以實際切削速度。 3．計算基本工時： 切削工時，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-5。 則本工序用的時間： T=8X0.21min=1.68min 2.5.6 翻面，銑另一面周邊面 1加工條件 工件材料：鍛鋁。 加工要求：銑另一面周邊面，粗糙度要求。 機床：MCV650數(shù)控銑床 選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6的硬質(zhì)合金端銑刀。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，， 銑刀直徑選取。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，選擇，。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2，由于灰鑄鐵硬度，故銑刀的幾何形狀取、、、、、、。 2計算切削用量 1）決定銑削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則。 2）決定每齒進給量 采用不對稱銑削以提高進給量。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6時，銑床功率為（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38），，但因采用不對稱銑削，故可以取。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為，由于銑刀直徑，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8查得刀具壽命。 4）決定切削速度和每分鐘進給量 切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，，查得：、、 各修正系數(shù)為 所以： 根據(jù)銑刀說明書，《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-39與4.2-40，選擇、。 因此，實際切削速度與每齒進給量為： 5）校驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，，，，，，近似為。 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為 故,因此所選擇的切削用量可以采用。即，，，，。 3計算切削工時 計算基本工時 式中， 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7， ， 2.5.7 銑散熱隔板槽 1加工條件 工件材料：鍛鋁。 加工要求：銑散熱隔板槽，粗糙度要求。 機床：MCV650數(shù)控銑床 選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6的硬質(zhì)合金端銑刀。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，， 銑刀直徑選取。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，選擇，。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2，由于灰鑄鐵硬度，故銑刀的幾何形狀取、、、、、、。 2計算切削用量 1）決定銑削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則。 2）決定每齒進給量 采用不對稱銑削以提高進給量。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6時，銑床功率為（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38），，但因采用不對稱銑削，故可以取。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為，由于銑刀直徑，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8查得刀具壽命。 4）決定切削速度和每分鐘進給量 切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16查得：、、 各修正系數(shù)為 所以： 根據(jù)X52型銑刀說明書，《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-39與4.2-40，選擇、。 因此，實際切削速度與每齒進給量為： 5）校驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，，，，，，近似為。 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為 故,因此所選擇的切削用量可以采用。即，，，，。 3計算切削工時 計算基本工時 式中， 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7， ， 2.5.8 銑散矩形槽和矩形孔槽 1) 切削深度 查《機械加工工藝師手冊》表10-119,取=1mm 2) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119　按機床行選取f=0.2mm/齒 3) 切削速度　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=190min/s. 即V=11.4m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns== 36.3r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與36.3r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為37.5r/min?，F(xiàn)選取=37.5r/min。 所以實際切削速度：== 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為 =fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查機床說明書有=80(mm/min) 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t===1.125(min) 銑2次的總時間為2t=21.125=2.25min 2.5.9鉗工打毛刺 無機械加工，不需計算 2.5.10檢驗 無機械加工，不需計算 第3章 銑床夾具設(shè)計 第3章 銑床夾具設(shè)計 3.1問題的指出 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。對于銑削散熱器斜平面，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進行加工。 在進行銑矩形槽加工工序時，由于另一面和和兩個Φ8的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇Φ8的孔一面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。由一個長銷穿在Φ8的孔加上此孔的一面就限制了五個自由度，再在Φ8的孔中間加上個削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 此過程定位元件主要是長圓柱銷和削邊銷，所以對他們進行選取。查參考文獻[1]，選用的元件如下圖： 圖3.4 圓柱銷（GB2203-80 A型） 夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動壓板 轉(zhuǎn)動壓板 3.3 定位方案和元件設(shè)計 根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，本道工序需限制4個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其6個自由度。本夾具采用6點定位原則，用兩個固定的支撐板作為一大平面，限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用一個側(cè)向支撐板作為一小平面，限制了工件的一個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用一個支撐釘作為止推點，本夾具的止推點采用了自位支撐的方式。 3.4 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 本夾具采用定位銷和夾緊的元件進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于定位銷和其他夾緊的元件屬于國家標(biāo)準(zhǔn)件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。 3.5切削力及夾緊力的計算 銑刀材料：（硬質(zhì)合金刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺絲夾緊機構(gòu)。 3.6 定位誤差的計算 本工序選用的是兩銷與一平面，定位基準(zhǔn)為一面兩孔，所對應(yīng)的定位元件是兩銷，一個為圓銷，另一個位菱形銷，因此主要設(shè)計為兩銷設(shè)計。由夾具裝配圖中可得兩銷中心距L=54mm所以兩孔中心距為：54 兩孔尺寸：Φ8H7 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： 本夾具的定位表面為工序所要求的基準(zhǔn)不重合誤差ΔJB=0；由于G面是加工表面，根據(jù)其制造方式，其表面粗糙度為Ra25，由于H7/g6為間隙配合，最大間隙為0.017因此基準(zhǔn)位移誤差ΔJw=0.025+0.017=0.042。 該夾具以一個平面和和個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙 通過分析可得： 因此：當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.7 本章小結(jié) 銑床夾具的設(shè)計本次主要是選擇了銑矩形槽和散熱器隔板，但是看上去比較簡單，實際上還是有很多問題存在的，當(dāng)中也遇到了很多難題，說明平時的基礎(chǔ)掌握的不夠扎實，很多方面都是考慮不周全的原因，所以夾具設(shè)計真的是一門千變?nèi)f化的藝術(shù)，我們以后再工作中也許還會碰到許多這樣的夾具，我們不妨多去觀察觀察，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，以這樣的方式來提升自我。 圖3.1銑床夾具裝配圖 第4章 數(shù)控加工編程 第4章 數(shù)控加工編程 制造模型又稱加工模型，一般是由參照模型和工件組裝而成。 （1）啟動Pro/ENGINEER Wildfire 3.0后，依次選擇主菜單上的【文件】→【新建】命令，系統(tǒng)彈出如圖3-17的【新建】對話框。在【新建】對話框的【類型】中選取【制造】，在【子類型】欄中選取【NC組件】，然后【名稱】文本框中輸入NC加工文件名“2-1”，同時取消【使用默認(rèn)模塊】復(fù)選框的勾選，最后點擊“確定”按鈕。系統(tǒng)彈出【新文件選項】對話框，選擇【mmns_mfg_nc】選項，然后“確定”，進入NC加工界面。 圖3-17 【新建】對話框 圖3-18【新文件選項】對話框 （2）裝配參照模型。在系統(tǒng)彈出的【制造】菜單管理器中依次選擇【制造模型】→【裝配】→【參照模型】選項，系統(tǒng)彈出如圖3-19所示【打開】對話框，選擇上面已經(jīng)形成的參照模型文件“czmx.prt”,然后單擊對話框中的“打開”按鈕，導(dǎo)入?yún)⒄漳Ｐ汀? → → 圖3-19 依次選擇的菜單項 圖3-20【打開】對話框 （3）在圖形顯示區(qū)下方系統(tǒng)彈出如圖3-21的裝配操控板，在【自動】下拉框選擇【缺省】選項。此時，操控板上【狀態(tài)】后面顯示為“完全約束”，然后點擊按鈕。接著彈出圖3-22【創(chuàng)建參照模型】對話框，單擊“確定”按鈕，完成參照模型建立。 圖3-21【缺省】選項 圖3-22【創(chuàng)建參照模型】對話框 （4）裝配工件。如圖3-23所示在【制造模型】菜單中依次單擊【裝配】→【工件】選項，系統(tǒng)彈出【打開】對話框。選擇工件模型文件“gjmx”，然后打開，系統(tǒng)導(dǎo)入工件。 （5）：選擇裝配操控板上【自動】中的【缺省】選項，此時“完全約束”。然后單擊按鈕，完成工件裝配。接著彈出圖3-24所示【創(chuàng)建毛坯工件】對話框，單擊“確定”，完成工件的創(chuàng)建。 圖3-23 依次選擇的菜單項 圖3-24【創(chuàng)建毛坯工件】對話框 （6）在【制造模型】菜單中選擇【完成/返回】選項。至此完成了制造模型的創(chuàng)建。 圖3-25 制造模型 4.1 設(shè)置加工操作環(huán)境 （1）定義操作名稱。如圖3-26所示，在【制造】菜單管理器中選擇【制造設(shè)置】選項，系統(tǒng)彈出如圖3-27所示【操作設(shè)置】對話框。在【操作名稱】后下拉列表框中輸入操作名稱“2-1”。 圖3-26【制造】菜單 圖3-27【操作設(shè)置】對話框 （2）定義工作機床。單擊【操作設(shè)置】對話框中的按鈕，系統(tǒng)彈出如圖3-28所示的【機床設(shè)置】對話框，在【機床類型】下拉框中選擇【銑削】選項，在【軸數(shù)】下拉框中選擇【3軸】選項。 圖3-28【機床設(shè)置】對話框 （3）定義加工零點。在【操作設(shè)置】中選擇【一般】選項卡，然后單擊【參照】分組框中的按鈕。系統(tǒng)彈出【制造坐標(biāo)系】菜單，同時信息提示“選取坐標(biāo)系”。單擊系統(tǒng)征工具欄中的按鈕，系統(tǒng)彈出【坐標(biāo)系】對話框，按住Ctrl鍵，在制造模型中選取依次NC_ASM_FRONT、NC_ASM_RIGHT基準(zhǔn)平面和工件的上表面，此時【坐標(biāo)系】對話框中的設(shè)置如圖所示。最后單擊對話框中的“確定”按鈕，完成加工零點定義。 （4）定義退刀面。如圖所示定義退刀面值為“10”。目的是為了保證刀具安全，不受損傷。 4.2 創(chuàng)建NC加工序列 （1）銑面。在【制造】菜單中依次選擇【加工】→【NC序列】選項， 在序列設(shè)置中勾選名稱、刀具、參數(shù)、表面。 圖3-33 設(shè)置參數(shù) 使用“屏幕顯示”功能，加工刀具軌跡如圖。 圖3-34刀具軌跡 4.3 數(shù)控程序的生成 （1）單擊“CL數(shù)據(jù)”，選擇“輸出、選項一、NC序列、1”。 （2）選擇“文件”，勾上“CL文件、MCD文件、交互、完成”，然后選擇程序儲存位置，我們選擇D:\（儲存位置不能是桌面）。 （3）在后置處理選項中勾選“全部、跟蹤、完成”； （4）在后置處理列表中選擇UNCXO1.P11。 圖3-37后置處理 （5）處理完后就能得到一下信息記錄，D?:\生成的后綴為tap的文件就是我們所要的文件，可以用記事本打開。如圖所示： 圖3-38 程序 （6）依照上面的過程生成其他程序。 （7）各程序編號見如下。 4.4 加工面的程序代碼 選用φ30的端面銑刀加工 % O22 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S800 N20 G0 G90 G43 Z20. N25 X-8.486 Y1.392 N30 G1 Z-2. F300. N35 X272.799 Y142.373 N40 X279.146 Y129.71 N45 X-2.139 Y-11.271 N50 X4.208 Y-23.934 N55 X285.493 Y117.047 N60 X4.208 Y-23.934 N65 X10.555 Y-36.597 N70 X35.553 Y-24.068 N75 X41.9 Y-36.731 N80 X16.902 Y-49.26 N85 X23.249 Y-61.923 N90 X48.247 Y-49.394 N95 X54.593 Y-62.057 N100 X29.595 Y-74.587 N105 X35.942 Y-87.25 N110 X60.94 Y-74.721 N115 X67.287 Y-87.384 中間省略了很多行 。。。。。。。。。。。。。。 N1605 X272.799 Y142.373 N1610 X272.954 Y142.063 N1615 Z-48. N1620 X272.799 Y142.373 N1625 X272.599 Y142.273 N1630 Z-49. N1635 X272.799 Y142.373 N1640 X272.954 Y142.063 N1645 Z20. N1650 M5 N1655 G91 G28 Z0. N1660 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N1665 G90 N1670 M30 % 4.5 其他部位的加工截圖 結(jié)論 結(jié) 論 通過幾個月的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。 在整個設(shè)計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有XX老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計。 本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下： （1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。 （2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。 參考文獻 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8． 致謝 致謝 在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。 在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！