（全套含CAD圖紙）薄壁類零件2758-1夾具設計及加工工藝過程分析

（全套含CAD圖紙）薄壁類零件2758-1夾具設計及加工工藝過程分析,全套,cad,圖紙,薄壁,零件,夾具,設計,加工,工藝,過程,進程,分析 XX學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 薄壁類零件2758-1夾具設計及加工工藝過程分析 課題來源 教師擬定 課題類型 工程設計 指導教師 學生姓名 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 一、選題的目的及意義 薄壁件加工工藝及夾具設計是本人在基本完成大學的學習任務后完成的一次由理論轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)的一個過程，將我在大學期間學習到的東西全部整合到一起運用到實踐當中去，使本人對自己所學的專業(yè)知識，專業(yè)技能，和專業(yè)所從事的方向有了更深層次的學習與了解，為我以后的工作打下基礎。機械加工工藝主要是實現(xiàn)產(chǎn)品的設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。然而夾具在制造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分，好的夾具可以提高勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本，還可以擴大機床的使用范圍，而這個薄壁件的精度，材料的好壞，加工的工藝將直接影響到發(fā)動機的使用效率和壽命，所以本次設計要實現(xiàn)產(chǎn)品的設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量還要在保證產(chǎn)品加工精度的同時提高生產(chǎn)率，節(jié)約成本。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術(shù)，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。[1][3]產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，產(chǎn)品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像薄壁件這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段薄壁件零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對薄壁件這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設備的擴大化，已經(jīng)將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。[2] 三、本課題的研究手段和預期結(jié)果 1、研究內(nèi)容 (1)查閱文獻資料，詳細研究零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇。 (3)制定工藝規(guī)程和可行性分析。 (4)選擇粗精基準，計算和選擇金屬切削機床的技術(shù)參數(shù)。 (5)根據(jù)薄壁件的結(jié)構(gòu)設計工序過程中的專用夾具。 (6)最后零件設計相關(guān)的檢具。 2、本課題可能遇到的問題及其研究方法 （1）在剛開始的時候工序的劃分以及定位基準會比較難選擇，所以就在過程中腰認真分析零件圖，了解薄壁件的結(jié)構(gòu)特點及相關(guān)的技術(shù)要求而加工工序要根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)來認真分析。 （2）在夾具設計的時候也可能遇到問題，比如工件的定位是否正確，定位精度是否滿足要求等等，所以要調(diào)查現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進的薄壁件結(jié)構(gòu)，從整體上把握設計的方向，了解薄壁件的加工工藝規(guī)程及夾具的設計原理。 （3）通過大量的資料，研究零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的加工方法，及選擇合理的基準和工序安排。 （4）熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機床及裝夾設備，確定加工余量和工序，進行精細的準確的尺寸計算，和時間的估算。 熟悉數(shù)控加工方法和要求 Master CAM編寫加工零件程序 3、課題預期結(jié)果 （1）了解了薄壁件的作用，完成對零件的結(jié)構(gòu)分析，并制作出合理的夾具及裝夾方案 （2）在保證經(jīng)濟和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。 （3）在老師的要求下及自己的計劃內(nèi)完成各項任務。 4、完成課題所需的工作條件 在前期得做好各項準備，要查閱大量的文獻了解薄壁件的結(jié)構(gòu)，并在CAD，PRO/E上畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當中就需要一些工具書比如機械加工工藝手冊，夾具設計圖冊，刀具設計手冊以及有關(guān)教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。 四、研究進度 第1—第2周 完成收集資料，開題報告，文獻綜述及外文翻譯等 第3--第5周 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸要求，完成工藝規(guī)程設計 第6—第9周 工藝裝備設計 第10—第12周 編寫設計說明書 第13周 畢業(yè)設計答辯 五、主要參考文獻資料 [1] 于勇. 我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-76 [2] 應雷. 淺談我國機械制造業(yè)的困境和發(fā)展戰(zhàn)略對策[J]. 科技資訊, 2010,(27) :112 [3] 侯志楠. 淺析機械制造技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢[J]. 2010/20 [4] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M] .高等教育出版社，2006 [5] 黎震，朱江峰. 先進制造技術(shù)[M] . 北京理工大學出版，2009 [6] 鄭修本. 機械制造工藝學[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2007 [7] 徐鴻本. 機床夾具設計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術(shù)出版社，2004 [8] 聞邦椿. 機械設計手冊（第5版）第1卷 機械工業(yè)出版社， 2010 [9] 張捷. 機械制造技術(shù)基礎[M] . 西南交通大學出版社 ，2006 [10]盧秉桓. 機械制造基礎[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2008 [11] 王先逵. 機械制造工藝學[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2004 [12] Handbook of Machine Tools Manfred weck[J] ,2005 [13]Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME[J],2006 指導教師簽名： 年 月 日 校校名名武武職職院院工工程程技技術(shù)術(shù)系系數(shù)數(shù)控控車車削削加加工工工工序序說說明明圖圖產(chǎn)產(chǎn) 品品 名名 稱稱零零件件名名稱稱零零 件件 號號工工 序序 名名 稱稱工工 序序 號號工工序序簡簡圖圖機機床床名名稱稱機機床床編編號號材材料料規(guī)規(guī)格格硬硬 度度同同時時加加工工件件數(shù)數(shù)冷冷 卻卻 液液 夾夾具具名名稱稱夾夾具具編編號號程程序序段段號號工工步步號號工工 步步 內(nèi)內(nèi) 容容工工 藝藝 裝裝 備備切切 削削 用用 量量進進 刀刀次次 數(shù)數(shù)工工 時時 定定 額額主主軸軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速（S S）（r/minr/min）進進給給量量（f f）(mm/r)(mm/r)吃吃刀刀深深度度（a ap p）(mm)(mm)機機 動動輔輔 助助第第 頁頁標標記記處處 數(shù)數(shù)簽簽名名日日期期標標記記處處數(shù)數(shù)簽簽名名日日期期編編 制制（日日期期）審審 核核（日日期期）會會 簽簽（日日期期）共共 頁頁武武職職院院機機械械加加工工中中心心數(shù)數(shù)控控車車削削加加工工工工藝藝過過程程卡卡片片零零件件號號零零件件名名稱稱工工序序號號工工 序序 名名 稱稱設設 備備夾夾 具具刀刀 具具量量 具具工工時時名名稱稱型型號號名名稱稱規(guī)規(guī)格格名名稱稱規(guī)規(guī)格格名名稱稱規(guī)規(guī)格格第 頁 共 頁數(shù)數(shù)控控車車削削加加工工程程序序卡卡程程序序號號零零件件毛毛坯坯編編寫寫日日期期零零件件名名稱稱圖圖 號號材材 料料車車床床型型號號夾夾具具名名稱稱加加工工車車間間程程序序原原點點程程序序段段程程 序序說說明明第 頁 共 頁 寧xx大學 畢業(yè)設計(論文) 薄壁類零件2758-1夾具設計及 加工工藝過程分析 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 摘 要 本文是對薄壁類零件2758-1零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。 關(guān)鍵詞：薄壁類零件2758-1，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 33 Abstract This article is on the camshaft adjusting fork parts processing application and processing technology and analysis, including the spare parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing method, the rational design of machining process. In addition to the camshaft adjusting fork parts of the two process designing special fixture. Key Words: 2758-1，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國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 1.4數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 2 1.5 mastercam概述 5 第2章 薄壁類零件2758-1的加工工藝規(guī)程設計 6 2.1 薄壁類零件2758-1的用途及其特點 6 2.2 薄壁類零件2758-1的的材料及毛坯制造 6 2.3 薄壁類零件2758-1的加工工藝過程 7 2.4 薄壁類零件2758-1的加工工藝過程分析 8 2.4.1 定位基準的選擇 8 2.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 9 2.4.3 確定合理的夾緊方法 9 2.4.4 薄壁類零件2758-1主要面的加工方法 10 2.4.5 薄壁類零件2758-1主要孔的加工方法 10 2.5加工工具使用 10 2.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 10 2.6.1 確定加工余量 10 2.6.2 確定切削用量及基本工時 11 第3章 專用夾具的設計與制定 15 3.1專用夾具的設計 15 3.1.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 15 3.1.2繪制夾具總裝配圖 15 3.1.3標注夾具總裝配圖上各部分尺寸和技術(shù)要求 15 3.1.4標注零件編號及編制明細表 16 3.1.5繪制夾具零件圖 16 3.2 夾具公差配合及技術(shù)條件的制訂 16 3.2.1制訂夾具公差與技術(shù)條件的依據(jù) 16 3.2.2制訂夾具公差和技術(shù)條件的基本原則 16 3.2.3夾具公差的制訂 16 3.2.4技術(shù)條件的制訂 17 3.3 夾具整體方案設計 17 3.3.1基準的選擇 17 3.3.2 夾具元件的選擇與設計 17 3.3.3切削夾緊力的計算 18 3.3.4“一面擋銷”定位方式計算及選擇 19 3.4夾具設計及操作的簡要說明 20 第4章 MasterCAM加工過程仿真 21 4.1 加工仿真步驟 21 4.2 仿真結(jié)果 27 4.3 生成加工NC代碼 28 結(jié) 論 30 參 考 文 獻 31 致謝 32 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、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)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(gòu)。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(zhuǎn)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(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)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(chǎn)品加工質(zhì)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(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。? 1.4數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 目前，數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機床，給機械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎技術(shù)，計算機輔助設計與輔助制造和計算機集成制造技術(shù)敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。數(shù)控技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率的必不可少的物質(zhì)手段，也是體現(xiàn)一個國家綜合國力水平的重要標志。新世紀機械制造業(yè)的競爭，其實就是數(shù)控技術(shù)的競爭。 現(xiàn)在世界數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有以下幾點: 數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展； 20世紀90年代以來，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進行的系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。 數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展； 實際用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)控系統(tǒng)主要有以下四種類型，分別代表了數(shù)控技術(shù)的不同發(fā)展階段。 ①傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，這是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。 ②“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，這是一些數(shù)控系統(tǒng)制造商將多年來積累的數(shù)控軟件技術(shù)和當今計算機豐富的軟件資源相結(jié)合開發(fā)的產(chǎn)品。 ③“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，它由開放體系結(jié)構(gòu)運動控制卡和PC機同構(gòu)成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。 ④SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)，這是一種最新開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部I/O之間的標準化通用接口。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。 數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展； 隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置，能自動識別負載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。 數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡化方向發(fā)展； 數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。數(shù)字制造，又稱“e-制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化進一步促進了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展； 數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P(t)＝99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對某一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。如果對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。 數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展； 柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。 數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展。 加工自由曲面時，3軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。 電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、模糊控制技術(shù)的發(fā)展使新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平大大提高，促進了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，也促進了現(xiàn)代制造技術(shù)的快速發(fā)展。數(shù)控機床性能在高速度、高精度、高可靠性和復合化、網(wǎng)絡化、智能化、柔性化長足的進步。現(xiàn)代制造業(yè)正在迎來一場新的技術(shù)革命。 要想達到理想的教學和實踐效果，僅在課堂上實施全方位的教學是不夠的，還應具備一個良好的實踐教學環(huán)境?？紤]到前面談到的數(shù)控設備價格的因素，經(jīng)過多方調(diào)研，我們選定了一種能在計算機上進行手工編程和自動編程、并能動態(tài)模擬加工軌跡、與數(shù)控機床有良好數(shù)據(jù)接口的美國CNCsoftware公司研制的基于PC平臺的masterCAM。 1.5 mastercam概述 Mastrcam 是 美 國 專 業(yè) 從 事 計 算 機 數(shù) 控 程 序 設 計 專 業(yè) 化 的 公 司 CNC SoftwareINC 研制出來的一套計算機輔助制造系統(tǒng)軟件。 它將 CAD 和 CAM 這兩 大功能綜合在一起，是我國目前十分流行的 CAD/CAM 系統(tǒng)軟件。它有以下特點： ⑴Mastrcam 除了可產(chǎn)生 NC 程序外，本身也是具有 CAD 功能（2D、3D 圖 形page 1設計、尺寸標注、圖形陰影處理等功能）可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成 NC 加工程序，也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形，經(jīng)由一些標準的或特定的轉(zhuǎn) 換文件如 DXF 文件 1CADL 文件及 IGES 文件等轉(zhuǎn)換到 Mastrcam 中， 再生成數(shù)控 加工程序。 ⑵Mastrcam 能預先依據(jù)使用者的定義的刀具、進給率、轉(zhuǎn)速等，模擬刀 具路徑和計算加工時間，也可以從 NC 加工程序（NC 代碼）轉(zhuǎn)換成刀具路徑 圖。 ⑶Mastrcam 是一套一圖形驅(qū)動的軟件，應用廣泛，操作方便，而且它能 同時提供適合目前國際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序（NC 代碼） 。 如 FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI 等數(shù)控系統(tǒng)。 ⑷Mastrcam 系統(tǒng)設有刀具庫及材料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動確定進給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。 Mastercam 具有方便直觀的幾何造型 ，并提供了設計零件外形所需的理 想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件，而且具 有強勁的曲面粗加工及靈活 的曲面精加工功能。 Mastercam 提供了多種先進的粗加工技術(shù)，以提高零件 加工的效率和質(zhì)量。Mastercam 還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選 擇最好的方法，加工最復雜的零件。Mastercam 的多軸加工功能，為零件的 加工提供了更多的靈活性。 Mastercam 擁有車削、銑削、鉆削、線切割等多種加工模塊，允許用通 過觀察刀具運動來圖形化地編輯和修改刀具路徑。另外，軟件提供多種圖形 文件接口，包括 DXF、IGES、STL、STA、ASCII 等。 第2章 薄壁類零件2758-1的加工工藝規(guī)程設計 2.1 薄壁類零件2758-1的用途及其特點 在工作過程中，薄壁類零件2758-1兩端對稱分布在薄壁類零件2758-1中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，薄壁類零件2758-1的加工精度將直接影響的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映薄壁類零件2758-1精度的參數(shù)主要有5個：（1）薄壁類零件2758-1大端中心面和小端中心面相對薄壁類零件2758-1桿身中心面的對稱度；（2）薄壁類零件2758-1兩面尺寸精度；（3）薄壁類零件2758-1平行度； 2.2 薄壁類零件2758-1的的材料及毛坯制造 薄壁類零件2758-1在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，薄壁類零件2758-1材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造薄壁類零件2758-1是一個很有發(fā)展前途的制造方法。 薄壁類零件2758-1毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，薄壁類零件2758-1多用模鍛制造毛坯。薄壁類零件2758-1模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成—體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體薄壁類零件2758-1大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的薄壁類零件2758-1毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為薄壁類零件2758-1毛坯的一種主要形式?？傊?，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。 目前我國有些生產(chǎn)薄壁類零件2758-1的工廠，采用了薄壁類零件2758-1輥鍛工藝。圖（1-2）為薄壁類零件2758-1輥鍛示意圖．毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(chǎn)的薄壁類零件2758-1鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設備簡單，勞動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在大批大量生產(chǎn)中應用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。 圖(1-3)、圖(1-4)給出了薄壁類零件2758-1的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖(1-3)，然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛，再在壓床上沖薄壁類零件2758-1大頭孔并切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的薄壁類零件2758-1毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應力。為了提高毛坯精度，薄壁類零件2758-1的毛坯尚需進行熱校正。 薄壁類零件2758-1必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。 2.3 薄壁類零件2758-1的加工工藝過程 由上述技術(shù)條件的分析可知，薄壁類零件2758-1的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是薄壁類零件2758-1的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給薄壁類零件2758-1的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。 (薄壁類零件2758-1機械加工工藝過程見加工工藝卡片) 薄壁類零件2758-1的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為薄壁類零件2758-1體和蓋的結(jié)合面及薄壁類零件2758-1螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。 薄壁類零件2758-1的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。薄壁類零件2758-1的加工路線按薄壁類零件2758-1的分合可分為三個階段：第一階段為薄壁類零件2758-1體和蓋切開之前的加工；第二階段為薄壁類零件2758-1體和蓋切開后的加工；第三階段為薄壁類零件2758-1體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證薄壁類零件2758-1各項技術(shù)要求的加工，包括薄壁類零件2758-1合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按薄壁類零件2758-1合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。 2.4 薄壁類零件2758-1的加工工藝過程分析 2.4.1 定位基準的選擇 在薄壁類零件2758-1機械加工工藝過程中，大部分工序選用薄壁類零件2758-1的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加 工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。薄壁類零件2758-1的加工就是如此，在薄壁類零件2758-1加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，薄壁類零件2758-1的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以薄壁類零件2758-1的大頭外形及薄壁類零件2758-1身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 2.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 由于薄壁類零件2758-1本身的剛性差，切學加工時產(chǎn)生的殘余應力，易產(chǎn)生變形。因此，在安排工藝過程時，應把各主要表面的的粗，精加工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修；半精加工中產(chǎn)生的形變可以在精加工中得到修正，最終達到零件的技術(shù)要求。 再工序安排上先加工定位基準，如端面加工的銑、磨工序防在加工過程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安裝原則。 薄壁類零件2758-1工藝加工過程可分為以下幾個方面： 1）粗加工階段 粗加工階段也是薄壁類零件2758-1體和薄壁類零件2758-1蓋合之前的加工階段：基準面的加工，包括輔助基準面加工：準備薄壁類零件2758-1體及薄壁類零件2758-1蓋合并所進行的加工，如兩者對口面的銑、磨等 2）半精加工階段 半精加工階段也是薄壁類零件2758-1體和薄壁類零件2758-1蓋合并之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等?？傊菫榫庸ご?、小頭孔做準備的階段。 3）精加工階段 精加工階段主要是最終保證薄壁類零件2758-1主要表面——大、小頭孔全部達到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷軸承孔。 2.4.3 確定合理的夾緊方法 既然薄壁類零件2758-1是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工薄壁類零件2758-1的夾具中，可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。 在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。 2.4.4 薄壁類零件2758-1主要面的加工方法 采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產(chǎn)率較高。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。 以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準面）。 2.4.5 薄壁類零件2758-1主要孔的加工方法 薄壁類零件2758-1大、小頭孔的加工是薄壁類零件2758-1機械加工的重要工序，它的加工精度對薄壁類零件2758-1質(zhì)量有較大的影響。 端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時，為了保證螺栓孔的兩個端面與薄壁類零件2758-1大頭端面垂直，使用兩工位夾具。薄壁類零件2758-1在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉(zhuǎn)1800 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。 2.5加工工具使用 應具備適應“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準”情況，這時小頭定位銷應做成活動的，當薄壁類零件2758-1定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復定位情況，如采用夾具限制7個自由度（其是長圓柱銷限制4個，長菱形銷限制2個）。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長圓柱銷削去一邊，另一方面設計頂出工件的裝置。 2.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 2.6.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量： （根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷 表3.2—25 表3.2—26 表3.2—27） （1）、平面加工的工序余量（mm） 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 12.5 粗銑 2.5 IT12() 40() 12.5 精銑 0.6 IT10() 38.8() 3.2 粗磨 0.3 IT8() 38.2() 2.6 精磨 0.1 IT7() 38() 0.8 則薄壁類零件2758-1兩端面總的加工余量為： A總= =（A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨）2 =（2.5+0.6+0.3+0.1）2 =mm （2）、薄壁類零件2758-1鑄造出來的總的厚度為H=38+=mm 2.6.2 確定切削用量及基本工時 1、銑薄壁類零件2758-兩平面 選用X52K機床 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s 切削寬度 ae= 60 mm 銑刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 475 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 500 /min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.67 m/s 2、粗磨大小頭平面 選用M7350磨床 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s 切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 158.8 r/min 根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 100 r/min 則實際磨削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 3、 加工小頭孔 (1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—38(41)選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm 切削深度ap = 10 mm 進給量f = 0.12 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 1000 r/min 則實際鉆削速度V = Dn/（1000×60） = 2.04 m/s (2) 擴小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—53選取數(shù)據(jù) 擴刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度ap = 2.5 mm 進給量 f = 0.8 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/D = 203 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 250 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s (3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進給量f = 0.8 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 200 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.32 m/s 4 、銑兩側(cè)面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—77(88)選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s 銑刀齒數(shù)Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 611 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n=750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.78 m/s 7 、加工薄壁類零件2758-1體 (1) 粗銑薄壁類零件2758-1體結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—74（84）選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s 切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s (2) 精銑薄壁類零件2758-1體結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—84選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s 銑刀齒數(shù)Z = 8 切削深度ap = 2 mm af=0.7 mm/r 切削寬度ae=0.5 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D =107 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s 8 、銑、磨薄壁類零件2758-1面 (1) 粗銑薄壁類零件2758-1上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—74（84）選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s 切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 af = 0.12 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s (2) 精銑薄壁類零件2758-1上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—84選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s 切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 進給量f = 0.7 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 107 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 110 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.43 m/s (4) 銑V槽 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—90選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削寬度ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min 根據(jù)表3.1—74按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s (5) 精磨面 選用磨床M7350 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 進給量fr0 = 0.006 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min 根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 第3章 專用夾具的設計與制定 3.1專用夾具的設計 3.1.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 （1）確定工件的定位方案，工件在夾具中的定位應符合定位原理，合理設置定位元件，進行定位誤差的分析計算，定位誤差應小于工序公差的1/3 ； （2）確定刀具的對刀或引導方式，根據(jù)加工表面的具體情況來確定； （3）確定工件的夾緊方案，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，以確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸； （4）確定夾具其它組成部分的結(jié)構(gòu)形式； （5）確定夾具體的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。 3.1.2繪制夾具總裝配圖 夾具總裝圖應按國家標準繪制，圖形大小盡量采用1：1 比例，以具有良好的直觀性。工件過大時可用1：2 或1：5 的比例，過小時可用2 ：1 的比例。主視圖應選取面隊操作者的工作位置。 繪制總裝圖的順序是：先用紅色細實線或黑色雙點化線，畫出工件的輪廓和主要表面，主要表面是指定位基準、夾緊表面和被加工表面，被加工表面上的加工余量，可用網(wǎng)紋線和粗實線表示?？傃b配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此，它不影響夾具元件的繪制。然后按定位元件、對刀-引導元件、夾緊機構(gòu)、傳動裝置等順序，畫出各自的具體結(jié)構(gòu)，最后畫夾具體。總裝配圖上的視圖配置和選擇，應能完整地表達出整個夾具的各部分結(jié)構(gòu)。 3.1.3標注夾具總裝配圖上各部分尺寸和技術(shù)要求 （1）夾具外形輪廓尺寸； （2）工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸； （3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸； （4）夾具與機床連接部分的尺寸，對于銑應標注定位鍵與急茬工作臺的T 形槽的配合尺寸； （5）其它裝配尺寸，包括夾具內(nèi)部的配合尺寸，以及某些夾具元件在裝配后需要保持的相關(guān)尺寸，定位元件與定位元件之間的尺寸。 3.1.4標注零件編號及編制明細表 3.1.5繪制夾具零件圖 其順序和繪制總裝配圖的順序相同，主要繪制夾具上專用零件的工作圖。 3.2 夾具公差配合及技術(shù)條件的制訂 3.2.1制訂夾具公差與技術(shù)條件的依據(jù) （1）產(chǎn)品圖紙，一般情況下，被加工零件的尺寸、公差和技術(shù)條件，都標注在零件圖上，制訂夾具公差時，主要依據(jù)零件圖； （2）工藝規(guī)程，如果由于工藝上的需要而改變某些公差時，夾具公差應根據(jù)工藝規(guī)程中規(guī)定的公差來制訂； （3）設計任務書，在設計任務書中，不僅提出了定位夾緊、生產(chǎn)率等一般設計要求，而且對設計中的特殊問題也做說明。 3.2.2制訂夾具公差和技術(shù)條件的基本原則 （1）制訂夾具公差時，應保證夾具的定位、制造和調(diào)整誤差的總和滿足誤差計算不等式，一般不超過工序公差的1/3 ； （2）為了增加夾具的可靠性和延長夾具的壽命，必須考慮夾具使用中的補償磨損問題，應盡量把夾具公差定的小一些，以保證工件的加工精度。增大夾具的磨損公差，延長夾具的使用壽命； （3）夾具中與工件尺寸有關(guān)的尺寸公差，不論工件尺寸公差是單向的還是雙向的，都應化為雙向?qū)ΨQ分布的公差； （4）夾具中的尺寸公差和技術(shù)條件應表示清楚，凡注有公差的部位，一定要有相應的檢驗標準； （5）在夾具制造中，為減少加工困難，提高夾具的精度，可采用調(diào)整、修配或就地加工方法； （6）夾具中對精度要求較高的元件，應該用較好的材料制造，以便保持精度，其淬火硬度一般不低于HRC50。 3.2.3夾具公差的制訂 與工件被加工部分尺寸公差有直接關(guān)系的夾具公差，在夾具總裝配圖上，標注的定位 元件間，定位元件與引導元件或?qū)Φ对g，以及相關(guān)尺寸和相互位置的公差，一般取 工件上相應公差的1/5~1/2 ，最常用的是1/3~1/2 。 3.2.4技術(shù)條件的制訂 1.定位元件之間或定位元件對夾具體底面之間的相互位置要求。 2.定位元件與連接元件之間的相互位置要求。 3.對刀元件與連接元件之間的相互位置要求。 4.定位元件與引導元件之間的相互位置要求。 3.3 夾具整體方案設計 3.3.1基準的選擇 由零件圖知，F(xiàn)130的中心線對兩端面有一定的垂直度要求，對底面有一定的平行度要求，若設計基準為F130的中心線。為使定位誤差為零應選用以F130的孔定位的自動定心夾具，但這種自動定心夾具在結(jié)構(gòu)上過于復雜，因此這里只選用以底面為基準面。 為了提高加工效率，現(xiàn)采用兩把硬質(zhì)合金片套式銑刀對兩個端面同時進行加工，同時，為了縮短輔助時間，準備采用液壓夾緊。 3.3.2 夾具元件的選擇與設計 1.定位元件的選擇 查《機床夾具設計手冊》，由于加工的是平面，且工件以加工過的平面作為定位基準，平面也不會平整，所以選B型支承板，它易于保證工作表面清潔，適用于底面定位。支承板一般用2~3 個M6~M12 的螺釘緊固在夾具體上。在受力較大或支承板有移動趨勢時，應增加圓錐銷或?qū)⒅С邪迩度電A具體槽內(nèi)。另外還要選擇定位銷來進行定位。 2.夾緊元件的選擇 夾緊元件要選擇接受原始作用力的元件，這里要選擇手柄、螺母及連接氣缸活塞桿的元件，還要選擇直接與工件接觸的元件，有螺釘、壓板。 3.對刀元件的選擇 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對位置。塞尺的厚度或直徑為3~5mm，這里選擇5mm，按國家標準h6的公差制造。對刀塊通常制成單獨元件，用銷釘或螺釘緊固在夾具體上，位置便于使用塞尺對刀和不妨礙工件的裝卸，工作表面與定位元件有一定的位置精度要求，加工精度取IT8級公差。這里選用通用的平面加工對刀塊。 4.夾具體的設計 為了提高鏜床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，夾具體要有足夠的強度和剛度，工件的加工面盡可能靠近工作臺面，要求夾具體的高寬比限制在H/B￡1~1.25范圍內(nèi)。另外，還要合理設置加強筋。 在選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時,應以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。毛坯材料為HT200,鑄件,鑄造時,在硬度為HB170~220時進行實效處理。 5.夾具的定位誤差分析與計算 定位誤差產(chǎn)生的原因主要有以下兩個方面： （1）定位副有制造誤差而引起的定位基準在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍，稱為基準位移誤差，用Vr表示；在確定利用對刀塊和塞尺確定一邊刀具位置后，利用專用量具控制另一邊刀具位置，專用夾具為控制兩銑面間的距離的對刀棒，其公差范圍為 ±0.025，所以其基準位移誤差為0.05； （2）因工序基準和定位基準不重合，而引起的工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍，稱為基準不符誤差，用VB表示，由于工序基準和定位基準重合，所以基準不符誤差為零。 因基準不符和基準位移而引起的加工尺寸的最大變動范圍，稱為定位誤差，用VD表示。綜合上面的誤差分析，得到總的定位誤差VD =0.05銑ZS1105柴油機兩側(cè)面孔時，定位誤差主要是由于支承板和定位銷引起的，由于基準不符誤差和基準位移誤差在本設計中都很小，所以，定位誤差很小。 3.3.3切削夾緊力的計算 夾緊力方向和作用點的選擇： （1）主要夾緊力應朝向主要定位基準或雙導向基準，作用點應靠近支承面的幾何中心； （2）夾緊力的方向應有利于減小夾緊力； （3）夾緊力的方向和作用點應施與工件剛性較好的方向和部位； （4）夾緊力的作用點應適當靠近加工表面。 計算采用公式：, （式4.1） 其中：W --夾緊力 --水平切削力 f --摩擦系數(shù)（通常取0.1~0.15） G --工件重力 --實際所需夾緊力 K --安全系數(shù)（一般取1.5~3） 代入數(shù)據(jù)，得 液壓缸直徑的確定：根據(jù)以上所得到的夾緊力，結(jié)合常用氣缸的氣壓壓力一般取 0.8MPa，，所以選擇直徑為88mm 的氣壓缸。 3.3.4“一面擋銷”定位方式計算及選擇 機械加工工藝裝備設計包括機床專用夾具、專用刀具、專用量具和專用輔具的設計。工藝裝備是保證零件加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、降低成本或減輕工人勞動強度的有效措施，他們設計的合理與否是這些設備性能發(fā)揮的關(guān)鍵。這里只簡述專用夾具的設計。 機床夾具是在機床上加工使用的一種工藝裝備，用來確定工件與刀具的相對位置，將工件定位夾緊。專用夾具是為某一零件的某一道工序而專門設計制造的夾具，沒有通用性。但可用在通用機床或?qū)Ｓ脵C床上。 （1）定位基準和方位方案的確定 由于該零件結(jié)構(gòu)形狀復雜，為保證托架零件各表面間的位置精度，采用同一基準加工，即采用一面兩孔作為后續(xù)工序的定位基準，故A 面加工采用二次銑削，為保證該平面的平整與光潔，第二次銑削A 面，其加工余量為1.2mm。為保證平面度要求0.04mm，跳動0.05mm,同軸度0.04mm,垂直度0.018mm,保證兩定位孔尺寸2-M16-6H,位置尺寸414mm,采用兩圓柱表面做定位基準.形成了一面兩孔的定位.用六點定位原理分析，限制了工件六個自由度，屬完全定位。 （2）選擇定位元件以及定位銷尺寸和定位誤差的計算 根據(jù)工件的定位基準表面，保證了平面的尺寸精度與形狀精度；更保證了工件的同軸度和垂直度的要求,選用圓柱銷和短菱形銷定位,保證2-M16-6H孔的位置精度.兩定位銷孔選取的距離較大，則在同樣銷孔配合精度下能獲得最小擺角誤差。 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙 為： （式4.2） 式中為與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑，補償距離由下式計算： （式4.3） 式中為夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔間的最小間隙，本例為零。 結(jié)果： ， 銷孔所產(chǎn)生的最大角度定位誤差 為： = 即最大傾角誤差為。 3.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應注意提高勞動生產(chǎn)率，為此應首先著眼于機動夾緊而不 采用手動夾緊，因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑夾具就選擇了液動夾 緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大,為了夾緊工件，勢必會增加液壓缸的直徑。 而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應首先設法降低切削力，目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜鍥夾緊機構(gòu)，盡量增加該機構(gòu)的擴力比；三是在盡可能的情況下，適當提高液壓缸的工作 壓力，以增加液壓缸推力。結(jié)果本夾具的總體感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀，同時，夾具體底面上的一對定位鏈可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置，以利于切削加工。 第4章 MasterCAM加工過程仿真 零件尺寸如圖。在Mastercam軟件中，為了編制零件的應用NC加工程序，需要先建立該零件的模型。分析上述零件，只要建立如圖所示的俯視圖的二維外形模型，根據(jù)二維外形模型，結(jié)合Z軸的深度(從主視圖中獲得)，產(chǎn)生零件的二維加工刀具路徑軌跡，經(jīng)過后處理，產(chǎn)生NC加工程序，就可以在數(shù)控銑床或加工中心上加工出該零件。 4.1 加工仿真步驟 不管是手工編程還是計算機輔助編程，加工工藝都是必須關(guān)注的。MasterCAM軟件的CAM工能主要是自動產(chǎn)生刀具路徑，加工工藝還需要編程人員事先制定。 (1) 裝夾方法。此零件毛坯規(guī)則，采用夾具裝夾。 (2) 設定毛坯尺寸。單擊圖1-130中“材料設置”，出現(xiàn)如圖1-131所示對話框。設置參數(shù)如圖所示，其余為默認設置，單擊確定按鈕，設定好毛坯尺寸。單擊工具欄中按鈕，將視角設為等角視圖，結(jié)果如圖1-132所示，雙點劃線部分為毛坯外形。 (4) 刀具選用。根據(jù)工件的尺寸及形狀，選用刀具如下：直徑Φ25mm的四刃平銑刀(用于精加工)。 加工刀具路徑 (1)銑削加工。 1) 串連。單擊菜單欄彈出輸入NC文件名的對話框，在文件名處輸入“二維銑削零件”，確認。彈出串連對話框，單擊，進入串連選項對話框，設置串連方向為順時針方向，回車確認，回到串連對話框，選取臺階四邊形的一條邊，四邊形的四條邊改變顏色，并出現(xiàn)一個起點與箭頭，方向為順時針方向，如圖1-133所示。 (注：串聯(lián)方向選擇順時針方向，刀具半徑補正方向選擇左補正，剛好構(gòu)成順銑。在數(shù)控加工時，由于采用小量快走的加工方法