論文箱體零件加工及加工工藝.doc

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1、天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 箱體零件加工及加工工藝 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2013 級(jí) 姓 名 王婷 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 2015 年 5 月 25 日 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 天津理工大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 1.課 題 名 稱 : 箱體零件加工及加工工藝 2.題 目 類 型 : 論 文 題 目 來 源 : 自 擬 3.設(shè) 計(jì) ( 論 文 ) 的 主 要 內(nèi) 容 , 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 及 基 本 要 求 : 1

2、、保證箱體零件加工質(zhì)量; 2、合適一般現(xiàn)場(chǎng)條件,能顯著提高生產(chǎn)效率: 3、降低生產(chǎn)成本,適宜性強(qiáng): 4.設(shè)計(jì)(論文)的軟、硬件環(huán)境(資料、參考文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備等): [1] 李 洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京出版社,2005.9. [2] 徐宏海.機(jī)械制造工藝.化學(xué)工業(yè)出版社,2006.8. [3] 周虹編.?dāng)?shù)控加工工藝與編程.人民郵電出版社,2006.9. [4] 弈繼昌.機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì).中國人民出版社,2007.5. [5]張耀宸.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).航空工業(yè)出版社,2008.8. [6]陳宏鈞.金屬切削速查速算手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,2009.5. [7]劉建亭.機(jī)械制造基礎(chǔ).

3、機(jī)械工業(yè)出版社,2009.10. [8]華茂發(fā).?dāng)?shù)控機(jī)床加工工藝.機(jī)械工業(yè)出版社,2010.3. [9]肖繼德,陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,2010.8. [10]周 虹.?dāng)?shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn).人民郵電出版社,2010.11. 學(xué)生姓名 王婷 年 級(jí) 專 業(yè) 2013 級(jí) 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 教師職稱 任務(wù)下達(dá)日期 2015.3.1 完成日期 2015.5.25 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 目 錄 引 言 ...........................................4

4、第 1 章 零件圖解析 ..................................5 1.1 箱體零件作用 ....................................5 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 ...........................5 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 ...............................5 第 2 章 毛坯的分析 ..................................5 2.1 毛坯的選擇 ...........................................5 2.2

5、毛坯圖的設(shè)計(jì) .........................................6 第 3 章 工藝路線擬定 ................................6 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .......................................6 3.2 加工方法的確定 .......................................6 第 4 章 加工順序的安排 ..............................7 4.1 工序的安排 .....................................7 4

6、.2 工序劃分的確定 ................................8 4.3 熱處理工序的安排 ................................8 4.4 擬定加工工藝路線 .....................................9 4.5 加工路線的確定 .......................................9 4.6 加工設(shè)備的選擇 .......................................9 4.7 刀具的選擇 ........................................

7、..10 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 ..........................10 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) ...................................10 5.1 加工余量,工序尺寸,及其公差的確定 ..................10 5.2 確定切削用量及功率的校核 ............................11 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 .........................13 結(jié) 論 ..........................................14 參考文獻(xiàn) ........

8、...................................15 附表 1..............................................16 附表 2..............................................17 致 謝 ..........................................18 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 引 言 數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和所有專業(yè) 課之后進(jìn)行的,是對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實(shí)際 的訓(xùn)練

9、。畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)所給定的箱體零件圖,確定合適的加工機(jī)床、 刀具、切削用量,合理的進(jìn)給路線,制定經(jīng)濟(jì)高效的工藝方案;繪制箱體零件 圖一張、毛坯圖一張、編制工藝過程卡,數(shù)控加工工序卡,數(shù)控刀具卡,編寫 數(shù)控加工程序,撰寫設(shè)計(jì)說明書。要求我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本 理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立的分析和解決工藝問題,初步 具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜箱體零件的工藝程度箱體零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn) 用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,擬定加工方案。同時(shí)也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、 圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì),為今后從事的工 作打下良好基礎(chǔ)。 加工目的: 1、保證箱體零

10、件加工質(zhì)量; 2、合適一般現(xiàn)場(chǎng)條件,能顯著提高生產(chǎn)效率: 3、降低生產(chǎn)成本,適宜性強(qiáng): 4、工藝合理,工藝資料齊全,說服力強(qiáng)。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 第 1 章 零件圖解析 1.1 箱體零件作用 該箱體零件為燃燒室支撐環(huán),是內(nèi)燃機(jī)內(nèi)一種高溫高壓的起支撐作用的環(huán)。 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 工件材料為 1Cr18Ni9Ti 是奧式體不銹鋼,相對(duì)可切削性為 0.3~0.5 之間, 是一種難切削的材料,其難加工性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 高溫強(qiáng)度和高溫硬度高,1Cr18Ni9Ti 在 700 度時(shí)也不能降低其機(jī)械性能, 故切削不易被切離,切削過程中切削力大,刀

11、具易磨損。 塑性和韌性高,雖然 1Cr18Ni9Ti 的抗拉強(qiáng)度和硬度都不高,但綜合性能很 好,塑性和韌性高,它的延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高,切削變形所消 耗的功能增多,所消耗的能量比切除相同體積的低碳鋼約高 50%,并且大部分 能量轉(zhuǎn)化為熱能使切削溫度升高。 1Cr18Ni9Ti 的導(dǎo)熱率低,散熱差,有切削帶走的熱量少,大部分的熱量被 刀具吸收,致使刀具的溫度升高,加劇刀具磨損,在一定的溫度和壓力下會(huì)產(chǎn) 生粘附現(xiàn)象,在切削過程中,刀具易產(chǎn)生積削瘤,不易獲得表面粗糙度高的加 工表面。 加工硬化嚴(yán)重,1Cr18Ni9Ti 強(qiáng)度一般為 539Mpa,但室溫冷加工時(shí),由于 加工硬化和變形會(huì)誘發(fā)

12、馬式體轉(zhuǎn)變,使強(qiáng)度提高,這樣大大增加了切削時(shí)的磨 損。 1Cr18Ni9Ti 具有優(yōu)良的力學(xué)性能,良好的耐蝕能力,較突出的是冷變形能 力,無磁性。 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 從箱體零件圖上看,該箱體零件是典型的回轉(zhuǎn)體箱體零件,結(jié)構(gòu)比較簡單, 其主要加工的面有¢197.3 的外圓柱面,¢187、¢171.08 的內(nèi)圓柱表面,以及 內(nèi)外輪廓。該箱體零件在加工時(shí)主要考慮變形以及測(cè)量的問題,由于內(nèi)外輪廓 交界處壁太薄僅 0.635 的厚度,在切削過程中不易散熱,刀具所帶走的只是少 量熱量,加工硬化也很嚴(yán)重,塑性和韌性較高,所以要使工件恢復(fù)其應(yīng)力再加 工,采取相應(yīng)的熱處理去處內(nèi)應(yīng)力,減少其變形。圖

13、中所給的尺寸精度并不高, 在 IT11~12 級(jí)之間,但粗糙度都是 1.6。通過分析該箱體零件,其布局合理,方 便加工,我們通過徑向夾緊可保證其加工要求,整個(gè)圖面清晰,尺寸完整合理, 能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小,符合要求。 第 2 章 毛坯的分析 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一,也是一個(gè) 比較重要的階段,毛坯的形狀和特征(硬度,精度,金相組織等)對(duì)機(jī)械加工 的難易,工序數(shù)量的多少有直接影響,因此,合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要 的位置,同樣毛坯的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問題。 2.1 毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與箱體零件的實(shí)際作用,材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及

14、在生產(chǎn)中獲得可能性,毛坯的制造方法主要有以下幾種:1、型材 2、鍛造 3、 鑄造 4、焊接 5、其他毛坯。該箱體零件為燃燒室支撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti, 考慮到箱體零件本身的結(jié)構(gòu)以及材料,結(jié)構(gòu)簡單,塑性和韌性高,所以推薦用 型材或鍛件,但從經(jīng)濟(jì)方面著想,如用型材中的棒料,加工余量太大,這樣不 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6 僅浪費(fèi)材料,而且還增加機(jī)床,刀具及能源等消耗,而短見具有較高的強(qiáng)度, 沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作箱體零件。本箱體零件生產(chǎn)批量為 中小批量,所以綜上所敘選擇鍛件中的自由鍛。 2.2 毛坯圖的設(shè)計(jì) 毛坯(鍛件)圖是根據(jù)產(chǎn)品箱體零件設(shè)計(jì)的,

15、經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 自由鍛件中機(jī)械加工余量計(jì)算公式得:A=0.2*H^0.2*D^0.55=5.8mm,小孔 0.75A=4.35mm,大孔 0.5A=2.9mm,H=0.5A=2.9mm 。 第 3 章 工藝路線擬定 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí),職能一毛坯上未加工的表面作為定 位基準(zhǔn),這個(gè)是粗基準(zhǔn),該箱體零件選用¢171.08 內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)來加工外圓 柱面和左端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的(如果必須保證箱體零件 某些重要表面的加工余量分布均勻,就應(yīng)該選擇該表面做為粗基準(zhǔn),應(yīng)該用毛 坯的尺寸和位置可靠表面,而且平整具有足夠大的面積做基準(zhǔn))在以后的工

16、序 中,則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn),¢197.3 的外圓柱面和左端面作為定 位基準(zhǔn),著個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合,基準(zhǔn)統(tǒng)一,互 為基準(zhǔn),自為基準(zhǔn)。這樣定位比較簡單可靠,為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3.2 加工方法的確定 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下,一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目 的,同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下,譯稿 工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性,而在具體的選擇上,一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人 的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣,工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn) 場(chǎng)的加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該箱體零件的加工方法的選擇中,我們考

17、慮了工件的具體情況互我 們學(xué)校的具體加工條件,一下是我們按加工順序來闡述的加工方案: ①¢197.3 外圓柱面,精度為 IT12,表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) ②¢187.48 內(nèi)圓柱表面, 精度為 IT12,表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-半精車(IT10~9,Ra6.3~3.2)- 精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) ③¢171.08 內(nèi)圓柱面,無精度要求, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-精車(IT8~7,Ra1.6~0.8

18、) ④由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓弧組成的內(nèi)外輪廓, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車(IT12~11,Ra25~12.5)-半精車(IT10~9,Ra6.3~3.2)- 精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) 第 1 道工序分 5 個(gè)工步,加工 3 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。橫向裝夾時(shí) 一要找正兩磨削過的平面與車床的 z 軸平行,以保證車出的(側(cè))面與磨削過的 面垂直;二要找正兩磨過的面與夾盤的回轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱。工步 2 是車平面(工件 的一個(gè)側(cè)面)。工步 3 是鉆中心孔。工步 4 是用 φ18mm 的鉆頭鉆通孔。工步 5 是用 φ16mm 粗的鏜刀鏜 φ20mm

19、和 φ32mm 階梯孔。 第 2 道工序分 2 個(gè)工步,加工 1 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)上翻 180。裝夾,還是橫向裝夾。裝夾時(shí)一要找正到兩磨過的平面與車床 的 Z 軸平行;二要找正到兩磨削過的平面的對(duì)稱線 (面)距夾盤回轉(zhuǎn)中心 10.02mm 之內(nèi)。工步 2 是用 φ16mm 粗的車刀車 φ32mm 偏心孔。 第 3 工序分 3 個(gè)工步,加工 1 個(gè)要素。工步 l 是裝夾找正??v向裝夾,夾 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 7 偏心孔偏向的那頭裝夾時(shí)一要找正到夾盤回轉(zhuǎn)中心線與工序 1 加工的那個(gè)側(cè)面 垂直,二要找正到磨削過的兩側(cè)而與夾盤同轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱.工

20、步 2 是車端面。 工步 3 是打中心孔。 第 4 道工序分 3 個(gè)工步,加工為隨后各工序找正用的找正槽。工步 1 是裝 夾找正,夾的方向與上工序一樣,只是比上工序少夾一段,右側(cè)用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。 裝夾時(shí)只要找正左側(cè),主要是找正磨削過的兩側(cè)面與夾盤回轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱。工步 2 是加上左找正槽,工步 3 是加工右找正槽。 第 5 道工序分 5 個(gè)工步,加工 3 個(gè)要素。工步 I 是裝夾找正、夾的方向與 上工序一樣,只是比上工序多一段。裝夾時(shí)找正夾盤回轉(zhuǎn)中心線與兩對(duì)側(cè)面的 對(duì)稱平面的交線再合。工步 2 是鉆中心孔。工步 3 是用 φφ15.7mm 的鉆頭鉆 通孔。上步 4 是車 φ16.8m 通孔和錐孔

21、。工步 5 是車端面槽。 第 6 道上序分 5 個(gè)工步,加工 4 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正,是在上工序 的基礎(chǔ)上調(diào)頭夾。裝夾時(shí)找正的要求與上工序相同,也就是要找正夾盤同轉(zhuǎn)中 心線與上工序加工的孔軸。工步 2 是車端面 u 工步 3 是車正 49mm 孔和 28.6mm 孔。工步 4 是車螺紋的錐底孔及其上的倒角。工步 5 是車螺紋。 第 7 工序分 3 個(gè)工步,加工外回轉(zhuǎn)型面。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)調(diào)頭,右端用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。裝夾時(shí)的找正要求同第 5 工序。工步 2 車左 半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。工步 3 是車右半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。 在寫刀路之前,將立體圖畫好后,要將

22、圖形中心移到坐標(biāo)原點(diǎn),最高點(diǎn)移 到 Z=0,方可以加工,銅公火花位可加工負(fù)預(yù)留量。 在加工前還要檢查工件的裝夾方向是否同電腦中的圖形方向相同,在模具 中的排位是否正確,裝夾具是否妨礙加工,前后模的方向是否相配。還要檢查 你所用的刀具是否齊全,校表分中的基準(zhǔn)等。 加工銅公要注意的事項(xiàng): 火花位的確定,一般幼公(即精公)預(yù)留量為 0.05~0.15,粗公 0.2~0.5,具 體火花位的大小可由做模師父定。 銅公有沒有加工不到的死角,是否需要拆多一個(gè)散公來。 加工銅工的刀路按排一般是:大刀(平刀)開粗-小刀(平刀)清角光 刀用球刀光曲面。 開粗一般教師用平刀不用球刀,大刀后用小刀開粗,然后將外形光到

23、數(shù), 接著用大的球刀光曲面,再用小球刀光曲面不要圖省事,為了些小的角位而用 小刀去加工大刀過不了的死角可心限定小刀的走刀范圍,以免直播太多的空刀。 第 4 章 加工順序的安排 4.1 工序的安排 4.1.1 加工階段的劃分 當(dāng)箱體零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要 用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備,人力,箱體零件的加工 過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 ①粗加工階段:其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸上 接近箱體零件成品,因此,主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率,去除內(nèi)孔,端面以及外圓 表面的大部分余量,并為后續(xù)工

24、序提供精基準(zhǔn),如加工內(nèi)圓¢171.08,¢187.48 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 8 內(nèi)圓柱表面,¢197.3 外圓柱面。 ②半精加工階段:其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量,為主要表 面的精加工做好準(zhǔn)備,如¢197.3 外圓柱面。 ③精加工階段:其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度,留一定 的精加工余量,為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,并可完成一些次要表面的加工。 如精度和表面粗糙度要求,主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量,加工內(nèi)外輪廓表面。 4.1.2 基面先行原則 該箱體零件進(jìn)行加工時(shí),要將作端面先加工,再一左端面和外圓柱面為基 準(zhǔn)來加工,因?yàn)樽蠖嗣婧汀?97.3 外

25、圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的,才 能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確,從而保證各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出 來。 4.1.3 先粗后精 即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件 表面上的大部分余量切掉,一方面提高金屬切削效率,另一方面滿足精車的余 量均勻性要求,若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí),則要安排 半精車,以此為精車做準(zhǔn)備。 4.1.4 先住后次 該箱體零件上加工表面可氛圍主要加工表面和次要加工表面,主要加工表 面如¢197.3 外圓柱面,¢187.48 內(nèi)圓柱表面,由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓 弧組成的內(nèi)外輪廓,次要加工表

26、面如¢171.08 內(nèi)表面,對(duì)整個(gè)工藝過程影響較 小的表面,先要加工主要表面,再主要表面定位加工次要表面,因此一般主要 表面最終精加工安排在工藝過程最后。 4.1.5 先面后孔 對(duì)該箱體零件應(yīng)該先加工平面,后加工孔,這樣安排加工順序,一方面是 利用加工過的平面定位,穩(wěn)定可靠,另一方面是在加工過的平面上加工孔,比 較容易,并能提高孔的加工精度,所以對(duì)于燃燒室支撐環(huán)來講先加工¢197.3 外 圓柱面,做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。 4.2 工序劃分的確定 工序集中與工序分散:工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi) 完成每道工序加工內(nèi)容較多,工序集中使總工序數(shù)減少,這樣就減少了安裝次 數(shù),可以

27、使裝夾時(shí)間減少,減少夾具數(shù)目,并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工 序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行,每道工序的內(nèi)容很少,最少 時(shí)每道工序只包括一簡單工步,工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備,刀具等比 較簡單,機(jī)床調(diào)整工作簡化,對(duì)操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述:考慮到工件是中小批量生產(chǎn)的情況下,本箱體零件是比較難加 工的,切削性能高,在加工過程中易變形,難以散熱,刀具所帶走的熱量特別 的少,以此引起箱體零件的變形,在切削過程中時(shí)工件不易被切離和折斷,這 樣會(huì)影響刀具的使用壽命,所以需要進(jìn)行中途消除箱體零件本身的應(yīng)力,減少 箱體零件的變形和刀具的使用,在此選用工序分散,來對(duì)上述的問題進(jìn)

28、行解決。 輔助工序的安排: 輔助工序一般包括去毛刺,倒菱角,清洗,除銹,退磁,檢驗(yàn)等。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 9 4.3 熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能,消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能, 熱處理主要分預(yù)備熱處理,最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等,本箱體零件燃燒室支 撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti,在加工過程中預(yù)備熱是消除箱體零件的內(nèi)應(yīng)力,在毛 坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前,按規(guī)范在 80025℉溫度中 保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 4.4 擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則,可以初步確定 加工工藝路線,具體方

29、案如下: 方案一 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火(消除內(nèi)應(yīng)力) 3、普車 粗、精車外圓柱面,左端面 4、數(shù)控車 粗車內(nèi)外輪廓留半精車、精車余量,粗車內(nèi)孔¢171.08 5、數(shù)控車 半精車內(nèi)外輪廓留精車余量 6、熱處理 人工時(shí)效(80025℉溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力) 7、數(shù)控車 精車內(nèi)外輪廓,內(nèi)孔至尺寸 8、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔¢187.48 至尺寸 9、倒角 銳邊倒角 10、去毛刺 11、檢驗(yàn) 合格后入庫 方案二 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火(消除內(nèi)應(yīng)力) 3、普車 粗、精車外圓柱面,左端面 4、數(shù)控車

30、 粗、半精車、精車內(nèi)外輪廓至尺寸,粗、半精車內(nèi)孔¢ 171.08 至尺寸 5、熱處理 人工時(shí)效(80025℉溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力) 6、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔¢187.48 至尺寸 7、倒角 銳邊倒角 8、去毛刺 9、檢驗(yàn) 合格后入庫 綜上所述:兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散,從箱體零件本 身來考慮,由于薄壁處在切削加工時(shí)易產(chǎn)生熱變形,如采用工序集中,在加工 時(shí)箱體零件的內(nèi)應(yīng)力無法適時(shí)的恢復(fù),所以采用方案一工序分散,使其應(yīng)力釋 放,改善切削性。 4.5 加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率,確定正確的加工工藝程序,在確 定走刀路線時(shí)主要

31、考慮以下幾個(gè)方面: 1、應(yīng)能保證箱體零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短,減少刀具空行程時(shí)間,提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單,程序段數(shù)量少,以減少編程工作量 4.6 加工設(shè)備的選擇 ①工序三采用 CA6140 普通車床,車床的參數(shù)如下: 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 10 型號(hào) TYPE CA6140,中心距 750mm 1000 mm 1500 mm,床身上下最大回 轉(zhuǎn)直徑¢400 mm,馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑¢550 mm,橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直 徑¢214mm,主軸孔徑¢52 mm,主軸內(nèi)錐孔 MT6#,主軸速度級(jí)數(shù) 16 級(jí),主 軸速度范圍 20-1800

32、r.p.m,公制螺紋(30 種)0.45-20 mm(30 種) ,英制螺紋 (30 種)40-0.875t.p.i(30 種) ,模數(shù)螺紋 0.125-5mm,徑節(jié)螺紋 160-4D.P,橫 拖板行程 239mm 小刀架行程 150mm,尾坐套孔錐度 MT5#,套筒行程 120mm,主電機(jī)功率 4/5.5KW,外形尺寸 235010201250mm ②工序 5、6、7、8、采用數(shù)控車床 CK7150A,車床參數(shù)如下: 8 工位電動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀,數(shù)控裝置:FANUCOI,最大回轉(zhuǎn) 直徑 590mm,最大加工直徑 500 mm,最大加工長度 1000 mm,主軸轉(zhuǎn)速范圍 30-200

33、0RMP/min,主軸電機(jī)功率 7.5KW,主要精度 X 定位精度≤0.016 mm,Z 定位精度≤0.025 mm,X 重復(fù)定位精度≤0.007 mm,Z 重復(fù)定位精度≤0.01 mm 4.7 刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率,工件的加工精度,已加工表 面質(zhì)量,刀具的磨損和加工成本,所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的 一個(gè)重要部分,刀具應(yīng)具有高剛度,足夠的強(qiáng)度和韌度,高耐磨性,良好的導(dǎo) 熱性,良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性,抗粘接性,化學(xué)穩(wěn)定性。由于燃燒室支撐環(huán)是 1Cr18Ni9Ti,推薦用硬質(zhì)合金中的 YG8 類刀具,因?yàn)橛操|(zhì)合金中的鈦元素和被 加工材料中的鈦元素之間產(chǎn)生親和

34、力,使粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致切削溫度升高, 摩擦因數(shù)增大,加劇了刀具磨損,所以加工 1Cr18Ni9Ti 這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合 金的刀具。 ①粗車外輪廓:刀具號(hào)為 T0101,93可轉(zhuǎn)位車刀,圓弧半徑為 0.8,刀片 型號(hào)為 VCUM160408R-A4,刀具型號(hào)為 PVJCR2525-16Q ②半精車,精車外輪廓:刀具號(hào)為 T0303,圓弧車刀,刀片型號(hào)為 RCUM030300RA1,刀具型號(hào)為 PRCCR2525-16Q ③粗車內(nèi)輪廓:刀具號(hào)為 T0202,75可轉(zhuǎn)位車刀,圓弧半徑為 0.8 刀具 型號(hào)為 WNUM080308EL-A2,刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q ④半精車,精車內(nèi)輪

35、廓:刀具號(hào)為 T0404,75可轉(zhuǎn)位車刀,圓弧半徑為 0.4 刀片型號(hào)為 WNUM080304EL-A2,刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q ⑤內(nèi)孔車刀:刀具號(hào)為 T0505,93內(nèi)孔車刀,圓弧半徑為 0.4,刀片型號(hào) 為 TBUM080404R-04,刀具型號(hào)為 PSUBR3215-16Q 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 4.8.1 夾具的選擇 由于數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別,所以在選擇夾具時(shí),需要注意許多方面 的問題,以便更好的加工箱體零件,該箱體零件的裝夾方法如下: 第一次裝夾:即加工外圓柱面,以內(nèi)孔¢171.08 作為粗基準(zhǔn),可以用三爪 卡盤反夾內(nèi)孔。 第二次裝夾:即加工內(nèi)外輪廓,

36、內(nèi)孔¢171.08,以左端面外圓柱面作為定 位基準(zhǔn),可以用軟爪夾住外圓柱面。 第三次裝夾:即加工內(nèi)孔¢187.48 表面,以左端面外圓柱面作精基準(zhǔn),用 軟爪夾住外圓柱面。 4.8.2 量具的選擇 數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn),一般采用常用量具,如游標(biāo)卡尺、百 分表、千分尺、深度尺等,測(cè)量長度方向尺寸用游標(biāo)卡尺,百分表,0-25 深度 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 11 千分尺,0-50 內(nèi)徑千分尺。 (GB1214-85)卡尺:0-125mm. 0-200mm (0.1mm 0.05mm 0.02mm ) 三種。 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) 5.1 加工余量,工序尺寸,及其公差

37、的確定 根據(jù)各資料及制定的箱體零件加工工藝路線,采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方 法確定各工序加工余量,中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定,上下偏差按入體原則 標(biāo)注,確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1)外圓柱面¢197.3 01._? 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 041._7?IT¢197.3 01._?1.6 粗車 5 29.¢198.1 29. 6.3 毛坯 ?1¢203.1 1 2)內(nèi)孔¢187.48 1.0 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 1.07IT¢187.48 1.01.6 半精車 6 63.

38、¢187.08 63. 3.2 粗車 12 25.0I¢185.08 25.06.3 毛坯 16.4 ¢171.08 3)外輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.45 029._6IT¢188.85 1.0_1.6 半精車 2 4.7¢189.3 46. 3.2 粗車 6 029._1I¢191.3 029._6.3 毛坯 8.45 ¢197.3 4)內(nèi)輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.29 12.0_6?IT¢185.67 12.0_1.6 半精車 3 4.7¢185.38 46. 3.2 粗車 20 15.0I¢184

39、.27 15.06.3 毛坯 23.29 ¢162.38 5.2 確定切削用量及功率的校核 Ⅰ加工外圓柱面¢197.3 01._ 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 粗車:f=0.16mm/r ap=2.5mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14203.1/1000=83m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.162.583/601000=1.5Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí) 際取值為 Vc= 83m/min, n=130r/min f=0.1

40、6mm/r 精車:f=0.2mm/r ap=0.4mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14198.1/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.20.4100/601000=0.35Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠, 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min,n=160r/min f=0.2mm/r Ⅱ加工內(nèi)孔¢187.48 1.0 粗車:f=0.16mm/r ap=6mm n=140r/min Vc=n∏ d/1000=1403.14171.08/100

41、0=75.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16675.2/601000=3.2Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí) 際取值為 Vc= 75.2m/min, n=140r/min f=0.16mm/r 半精車:f=0.25mm/r ap=3mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14185.08/1000=87.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.25387.2/601000=3Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為

42、 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí) 際取值為 Vc= 87.2m/min, n=150r/min f=0.25mm/r 精車:f=0.3mm/r ap=0.4mm n=170r/min Vc=n∏ d/1000=1703.14187.08/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.4100/601000=0.53Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠, 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min,n=170r/min f=0.3mm/r Ⅲ加工外輪廓 粗車:f=0.1

43、6mm/r ap=3mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14197.3/1000=80.5m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16380.5/601000=1.7Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí) 際取值為 Vc= 80.5m/min, n=130r/min f=0.16mm/r 半精車:f=0.25mm/r ap=1mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14191.3/1000=90m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/6

44、0=26490.25190/601000=1Kw 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn< Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際 取值為 Vc= 90m/min,n=150r/min ,f=0.25mm/r 精車:f=0.3mm/r ap=0.225mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14189.3/1000=95m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.22595/601000=0.94Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠, 實(shí)際取值為

45、Vc= 95m/min,n=160r/min f=0.3mm/r Ⅳ加工內(nèi)輪廓 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 粗車:f=0.16mm/r ap=10.445mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14162.38/1000=66m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.1610.44566/601000=4.8Kw 由于機(jī) 床說明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠, 實(shí)際取值為 Vc= 66m/min,n=130r/min, f=0.16mm/r 半精車:f=0.25mm

46、/r ap=0.5mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14187.07/1000=88m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.250.588/601000=0.48Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠, 實(shí)際取值為 Vc= 88m/min,n=150r/min f=0.25mm/r 精車:f=0.3mm/r ap=0.2mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14186.07/1000=93m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=2

47、6490.30.293/601000=0.24Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw,效率為 0.75,機(jī)床功率 Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí) 際取值為 Vc= 93m/min,n=160r/min f=0.3mm/r 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 圖一:為外輪廓、內(nèi)輪廓,內(nèi)孔的粗車、半精車、精車,工序號(hào)為 4、5、7,考慮到箱體零件的變形問題,我們采用的是工序分散,也就是粗車、 半精車、精車在不同的工序中,這樣就保證了加工的精度,其中用到 5 把車刀, 走外輪廓時(shí)是從右邊進(jìn)刀,車內(nèi)輪廓、內(nèi)孔時(shí)是從內(nèi)孔開始車從左往右車,為 了

48、保證刀的正確位置,所以采用此種方法。 ZX換 刀 點(diǎn)ZX換 刀 點(diǎn) 圖一:為粗車、半精車、精車左端內(nèi)孔 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 結(jié) 論 經(jīng)過 2 年半成人知識(shí)和技能的學(xué)習(xí),畢業(yè)設(shè)計(jì)就是檢驗(yàn)自己專業(yè)的各方面 能力的一項(xiàng)工程,涉及的方面是很多的,比如說機(jī)械知識(shí)、材料知識(shí)、工藝知 識(shí)、夾具知識(shí)、制圖知識(shí)等等,要求知識(shí)的全面性和完整性,缺任何一項(xiàng)都無 法完成此次設(shè)計(jì)。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我的獨(dú)立的思考和分析的能力,培 養(yǎng)我熟悉和應(yīng)用各種手冊(cè)、圖表、設(shè)計(jì)表格、各種標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料,以及設(shè)計(jì) 夾具的能力,工藝文件有一定的了解,掌握了從事數(shù)控加工、普通機(jī)械加工和 機(jī)械加工工

49、藝工作的方法和步驟。 在這個(gè)過程中指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和點(diǎn)撥對(duì)我也有很大的幫助,在自己的努力、 老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下,我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 由于自己水平有限,所以可能在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中有不足和錯(cuò)誤之處,希望 老師給予指正。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16 參考文獻(xiàn) [1]李 洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京出版社,2005.9. [2]徐宏海.機(jī)械制造工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006.8. [3]周虹編.?dāng)?shù)控加工工藝與編程[M].人民郵電出版社,2006.9. [4]弈繼昌.機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì).中國人民出版社,2007.5. [5]張耀宸.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M

50、].航空工業(yè)出版社,2008.8. [6]陳宏鈞.金屬切削速查速算手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.5. [9]劉建亭.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.10. [10]華茂發(fā).?dāng)?shù)控機(jī)床加工工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.3. [11]肖繼德,陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.8. [12]周 虹.?dāng)?shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)[M].人民郵電出版社,2010.11 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 17 附表 1 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào) 車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清

51、單 O0001 T0101 M03S130 G00Z2 X200 G71U6R2 G71P10Q20U2.45W0F0.16 N10G01X0F0.16 X194.55 X199.3Z-0.445 G02X191.3Z-8.24R12.7F0.16 G02X194.86Z-9.55R2.8F0.16 N20G01X197.3F0.16 G00X150 Z150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 18 附表 2 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào)車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清

52、單 O0002 T0202 M04S130 G00X12 Z-17.52 G71U10.445R2 G71P30Q40U1.4W0F0.16 N30G01X169.68F0.16 Z-8.88 X181.54 G02X184.27Z-8.68R1.6F0.16 N40G03X194.55Z020.07F0.16 G00Z150 X150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 19 致 謝 本畢業(yè)論文是在我的指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的 科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成,老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 這段時(shí)間來,不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無 微不至的關(guān)懷,在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。

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