機床立柱加工工藝及專用刀具設計

機床立柱加工工藝及專用刀具設計,機床,立柱,加工,工藝,專用,刀具,設計 畢業(yè)設計工藝過程卡 機床立柱加工工藝 及專用刀具設計 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 I 鑄造 鑄 II 清砂 鑄 III 退火 熱處理 1 劃線 1 床身結合面向下，按毛坯 其余加工面找平 平臺 ⑴ 以導軌中部凹腔150×70分中、劃X－X作為基準線，劃床身結 合面、連接梁結合面粗加工線，留余量3 ⑵ 以X－X線為基準，劃右側法蘭邊（工藝要求）及工藝凸臺面粗 描圖 加工線，留余量3 ⑶ 劃與X－X基準線平行的導軌面各面粗加工線，各面均留余量3 校圖 ⑷ 劃55°燕尾尖部、根部粗加工線，留余量3 2 工件側立，導軌面向上，顧及毛坯其余加工面，按導軌面找平，按X－X線校垂直 底圖號 ⑴ 以導軌中部凹腔150×70，其余按底面為基準，顧及立柱導軌與床 身結合面法蘭邊尺寸50，劃導軌頂面粗加工線，留余量3 裝訂號 ⑵ 劃與導軌頂面平行的導軌各面粗加工線，各面均留余量2 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 2 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 ⑶ 顧及底面法蘭邊劃頂面、底面粗加工線，各面均留余量3 ⑷ 劃燕尾導軌55°斜面加工線 2 粗銑 1 床身結合面向下，工件橫放，以X－X線校平，底面線找正、墊實 X2025B 壓緊 ⑴ 粗銑工藝基準及2個工藝凸臺面到線（銑起為止） 2 翻面，以工藝基準面及2個工藝凸臺面定位，導軌面面向側銑頭， 按導軌面線找正壓緊 ⑴ 粗銑床身結合面和連接梁結合面，按各面和導軌內側面到線 描圖 ⑵ 側銑頭粗銑兩導軌頂面到線 校圖 3 粗刨 1 床身結合面向下，導軌面面向側刀架，按導軌面線找正、壓緊 B2151 底圖號 ⑴ 粗刨導軌外側面，外側背面及止口到線 ⑵ 粗刨導軌里口面及絲桿座面到線 裝訂號 2 翻面，以工藝基準及2個工藝凸臺面定位，導軌面面向側刀架， 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 3 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 按導軌面線找正、壓緊 ⑴ 粗切燕尾導軌斜面到線 ⑵ 粗切導軌內側及背面到線 4 銑 1 床身結合面向下，按前導軌面校垂直，底面線找正，墊實、 T616 壓緊、粗銑底面到線 2 掉頭，以2個工藝凸臺面為基準，頂面線找正，粗銑頂面到線 檢驗： 描圖 ⑴各加工面是否到線；⑵有無鑄造缺陷； 校圖 5 人工時效 底圖號 6 噴砂 裝訂號 7 劃線 劃線基準同工序1，按圖紙尺寸畫各面精加工尺寸線 平臺 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 4 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 8 半精刨 1 床身結合面向下，以X－X線找正，按導軌面線找正、墊實、 B2016A 壓緊（導軌面面向側刀架） ⑴ 精刨工藝基準及工藝凸臺面，表面粗糙度3.2（刨起為止） ⑵ 半精刨導軌外側面、外側背面，按線留余量1，止口深切至26 ⑶ 半精刨絲桿座面，按線留余量1 2 翻面，以工藝基準及2個工藝凸臺面向下為基準，抽紙檢查， 不應松動，按導軌面找正允許公差0.1，壓緊，導軌外側面輔助 支承（導軌面面向側刀架） 描圖 ⑴ 半精刨床身與連接梁結合面，導軌內側面3.2,按線留余量1 ⑵ 半精刨前導軌面及導軌里口面，粗糙度3.2，按線留余量1 校圖 ⑶ 半精刨燕尾導軌底面、斜面，按線留余量1，符合樣板檢查 ⑷ 切燕尾導軌空刀槽4X2.5及尖角成 底圖號 ⑸ 半精刨導軌內側背面，按線留余量1，止口深切至36 檢驗：有無鑄造缺陷 裝訂號 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 5 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 9 精刨 1 床身結合面向下為基準，抽紙檢查，不應松動，按前導軌面找正、 B2016A 壓緊（導軌面面向側刀架） ⑴ 精光工藝基準及2個工藝凸臺面表面粗糙度1.6（光起為止） 2 翻面，以工藝基準及2個工藝凸臺面向下為基準，抽紙檢查不應松 動，按導軌面線找正，允許公差0.1，壓緊，導軌外側面浮動支承（導 軌面面向側刀架） ⑴ 精刨、精光床身結合面及連接梁結合面表面粗糙度1.6成，精刨導軌內側面粗糙度0.8，留余量0.3，倒角2×45° ⑵ 精刨導軌里口面粗糙度3.2成，倒角2－2×45°，保持尺寸140 描圖 ⑶ 精刨前導軌面留余量0.3 ⑷ 精刨燕尾導軌各面留余量0.3 校圖 ⑸ 精刨導軌內側背面留量0.3，止口深至35.3，倒角2×45° 底圖號 10 精光 1 以工藝基準及2－工藝凸臺面向下為基準，抽紙檢查，不應松動， 按導軌面找正，允許公差0.02，壓緊，導軌外側面浮動支承 裝訂號 ⑴ 精光導軌內側面，表面粗糙度0.8成 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 6 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 ⑵ 精光導軌前面粗糙度0.8成 ⑶ 精光燕尾各面粗糙度0.8成，保持尺寸35，符合樣板檢查 B2016A ⑷ 精光導軌內側背面成粗糙度0.8，保持170 2 翻面，以床身結合面向下為基準，墊紙六處，抽紙檢查，不應松動， 按前導軌面拉表找正，允許公差0.02，壓緊 ⑴ 精光導軌外側面粗糙度0.8，外側背面粗糙度0.8，保持尺寸342，40 11 精銑 1 導軌面向下為基準，抽紙檢查，不應松動，按導軌外側面拉表找 T616 正，允許公差0.05，壓緊 描圖 ⑴ 半精銑，精銑底面粗糙度6.3成，保持尺寸45 2 掉頭，導軌面向下為基準，抽紙檢查，不應松動，按導軌外側面 校圖 拉表找正，允許公差0.02，壓緊 ⑴ 半精銑，精銑頂面粗糙度3.2成，保持總長尺寸2740 底圖號 檢驗：用彎尺檢查頂面與導軌面垂直度300：0.05 對導軌內側面垂直度0.02 裝訂號 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 7 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 12 劃線 1 床身結合面向上，工件平放 平臺 以頂面及前導軌面定位，緊固于工件上 ⑴ 劃床身結合面孔5－Φ22，螺紋3－M20、錐銷孔2－Φ20加工線 ⑵ 劃連接梁結合面螺孔5－M16加工線 2 床身結合面向下，工件放平 ⑴ 劃立柱外側面孔2－Φ25加工線 ⑵ 劃底面地腳孔2－Φ22加工線 所劃各線打樣沖眼 檢驗：按零件圖尺寸檢查各線 描圖 13 鉆 床身結合面向下為基準，按底面找正，允許公差0.05，壓緊 T616 校圖 按線找正，鉆地角孔2－Φ22成 Φ22鉆頭 1 按導軌面向下為基準，床身結合面正對刀具 底圖號 ⑴ 鉆孔5－Φ22成 Φ22鉆頭 鉆、攻螺孔3－M20成 Φ17.4鉆頭，M20－H2絲錐 裝訂號 鉆錐銷孔2－Φ20成 Φ20鉆頭 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 BXQ2316 零件圖號 20602 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 輕型龍門刨銑床 零件名稱 右立柱 第 8 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時 準終 單件 鉆、攻螺孔4－M12成 Φ10.2鉆頭，M12－H2絲錐 鉆錐銷孔4－Φ10成 Φ10鉆頭 ⑵ 鉆、攻連接梁結合面螺孔5－M16成 Φ13.9鉆頭，M16－H2絲錐 2 翻面，導軌面向下為基準，床身結合面背向刀具 鉆立柱外側面孔2－Φ25成 Φ25鉆頭 反锪平地腳孔2－Φ45成 Φ45鉆頭 15 鉗 ⑴ 鉗銼平導軌及燕尾導軌下端周邊倒棱2×45°成 ⑵ 砂布拋光 描圖 16 銑 銑去2個工藝凸臺面，保持與毛坯面平齊 X7025 Φ200面銑刀 校圖 17 涂漆 刷漆 注：其余螺孔及錐孔配作 底圖號 裝訂號 編制 審核 會簽 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 畢業(yè)設計中英文翻譯 學生姓名： 學號： 學 院： 機械設計制造及其自動化 專 業(yè)： 指導教師： 2013年 5 月 原文： 48.4.4 Autonomous and Intelligent Machine Tool The whole machining operation of conventional CNC machine tools is predetermined by NC programs. Once the cutting conditions, such as depth of cut and stepover, are given by the machining commands in the NC programs, they are not generally allowed to be changed during machining operations. Therefore NC programs must be adequately prepared and verified in advance, which requires extensive amounts of time and effort. Moreover, NC programs with fixed commands are not responsive to unpredictable changes, such as job delay, job insertion, and machine breakdown found on machining shop floors. Shirase proposed a new architecture to control the cutting process autonomously without NC programs. Figure 48.29 shows the conceptual structure of autonomous and intelligent machine tools (AIMac). AIMac consists of four functional modules called management, strategy, prediction, and observation. All functional modules are connected with each other to share cutting information. Fig. 48.29 Conceptual structure of AIMac Digital Copy Milling for Real-Time Tool-Path Generation A technique called digital copy milling has been developed to control a CNC machine tool directly. The digital copy milling system can generate tool paths in real time based on the principle of traditional copy milling. In digital copy milling, a tracing probe and a master model in traditional copy milling are represented by three-dimensional (3-D) virtual models in a computer. A virtual tracing probe is simulated to follow a virtual master model, and cutter locations are generated dynamically according to the motion of the virtual tracing probe in real time. In the digital copy milling, cutter locations are generated autonomously, and an NC machine tool can be instructed to perform milling operation without NC programs. Additionally, not only stepover, but also radial and axial depths of cut can be modified, as shown in Fig. 48.30. Also, digital copy milling can generate new tool paths to avoid cutting problems and change the machining sequence during operation [48.12]. Furthermore, the capability for in-process cutting parameters modification was demonstrated, as shown in Fig. 48.31 [48.13]. Real-time tool-path generation and the monitored actual milling are shown in the lowerleft corner and the upper-right corner of this figure. The monitored cutting torque, adapted feed rate, and radial and axial depths of cut are shown in the lowerright corner of this figure. The cutting parameters can be modified dynamically to maintain the cutting load. Fig. 48.30a–d Example of real-time tool-path generation. (a) Bilateral zigzag paths; (b) contouring paths; (c) change of stepover; (d) change of cutting depth Fig. 48.31 Adaptive milling on AIMac Fig. 48.32 Results of machining process planning on AIMac Flexible Process and Operation Planning System A flexible process and operation planning system has been developed to generate cutting parameters dynamically for machining operation. The system can generate the production plan from the total removal volume (TRV). The TRV is extracted from the initial and finished shapes of the product and is divided into machining primitives or machining features. The flexible process and operation planning system can generate cutting parameters according to the machining features detected. Figure 48.32 shows the operation sequence and cutting tools to be used. Cutting parameters are determined for the experimental machining shape. The digital copy milling system can generate the tool paths or CL data dynamically according to these results and perform the autonomous milling operation without requiring any NC program. 48.5 Key Technologies for Future Intelligent Machine Tool Several architectures and technologies have been proposed and investigated as mentioned in the previous sections. However, they are not yet mature enough to be widely applied in practice, and the achievements of these technologies are limited to specific cases. Achievements of key technologies for future intelligent machine tools are summarized in Fig. 48.33. Process and machining quality control will become more important than adaptive control. Dynamic toolpath generation and in-process cutting parameters modification are required to realize flexible machining operation for process and machining quality control. Additionally, intelligent process monitoring is needed to evaluate the cutting process and machining quality for process and machining quality control. A reasonable strategy to control the cutting process and a reasonable index to evaluate machining quality are required. It is therefore necessary to consider utilization and learning of knowledge, knowhow, and skill regarding machining Operations. A process planning strategy with which one can generate flexible and adaptive working plans is required. An operation planning strategy is also required to determine the cutting tool and parameters. Product data analysis and machining feature recognition are important issues in order to generate operation plans autonomously. Sections 48.4.2–48.5 are quoted from [48.14]. Fig. 48.33 Achievements of key technologies for future intelligent machine tools 譯文： 48.4.4 智能機床 整個傳統(tǒng)數(shù)控機床的機械加工是在預定的數(shù)控程序下進行的。一旦切削條件（如切削深度和進給量）在數(shù)控程序指令中被指定，在機械加工操作中，他們一般不允許被改變。因此，數(shù)控程序必須有大量的時間和精力用來提前準備和驗證。此外，基于固定命令的數(shù)控程序在遇到不可預知的變化時不會響應，比如工作延遲和加工車間中的機器故障。 Shirase提出了一種新的結構在沒有數(shù)控程序的情況下可以自動控制切削過程。圖48.29顯示了智能機床概念結構。AIMAC包括四個功能模塊稱為管理、策略、預測和觀察。所有功能模塊都與彼此分享切削信息。 圖48.29 AIMac的概念結構 l 數(shù)字仿形銑削---對刀具軌跡進行實時生成 數(shù)字仿形銑削技術被研發(fā)出來后，它可以直接控制數(shù)控機床。數(shù)字仿形銑削系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的仿形銑削及時生成刀具路徑。在數(shù)字仿形銑削中，傳統(tǒng)仿形銑削中的跟蹤探測器和主模型通過計算機用三維虛擬模型表現(xiàn)出來。虛擬跟蹤探測器模擬虛擬主模型，根據(jù)動態(tài)的虛擬軌跡實時生成刀具坐標。在數(shù)字仿形銑削中，刀具坐標可自主生成，數(shù)控機床可以在沒有數(shù)控程序情況下可以按指示執(zhí)行銑削操作。此外，不僅是行距，而且徑向和軸向切削深度也可以修改（見圖48.30）。同時，數(shù)字仿形銑削可以生成新的刀具路徑，以避免切削問題和改變操作工程中的加工順序[48.12]。 此外，對于切割過程中的參數(shù)修改能力也得到了證實，如圖48.31[48.13]。在這個圖的左下角和右上角體現(xiàn)了對刀具軌跡進行即時生成和對當前銑削的監(jiān)測。在此圖的右下角，監(jiān)測切削扭矩、改變進擊速率以及徑向和軸向的切削深度。切削參數(shù)可以動態(tài)修改以保持合適的切削載荷。 圖48.30 a-d對刀具軌跡即時生成案例 (a).雙邊曲折路徑 (b).輪廓線路徑 (c).改變間距 (d).改變切削深度 圖48.31 在AIMac下的自適應銑削 圖48.32 在AIMac下的機械加工工藝 l 柔性加工系統(tǒng)和操作規(guī)劃系統(tǒng) 在機械加工中，柔性加工系統(tǒng)和操作規(guī)劃系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到可動態(tài)生成切削參數(shù)。該系統(tǒng)可以根據(jù)總去除量生成生產(chǎn)計劃。總去除量是根據(jù)產(chǎn)品的初始形狀和最終的完成形狀決定，他可分成加工基元和加工特性。該系統(tǒng)會根據(jù)檢測到的加工特性生成切削參數(shù)。圖48.32顯示了加工順序和切削刀具的使用。切削參數(shù)確定了試驗加工的形狀。數(shù)字仿形銑削系統(tǒng)可以生成刀具路徑或動態(tài)CL數(shù)據(jù)，根據(jù)這些結果便可以獨立完成銑削加工而不需要任何數(shù)控程序。 48.5未來智能機床的關鍵技術 如同上一節(jié)，該節(jié)提出和研究了一些結構和技術。然而，他們還沒有足夠的成熟來被廣泛地應用在實踐中。所以，這些科研成果只能被限制在特定情況下使用。 在圖48.33中概述了實現(xiàn)未來智能機床的關鍵技術。過程和加工質量控制將成為更重要的自適應控制。動態(tài)刀具軌跡的生成和制造過程中的切削參數(shù)修改被要求實現(xiàn)靈活的加工操作和加工質量控制。此外，智能過程控制是對加工過程質量控制進行切削程序和加工質量的評估。必須用合理的方法來控制切削過程以及通過合理的指標來評估加工質量。因此考慮利用所獲取的學問、專業(yè)知識和關于加工操作的技巧是非常必要的。 生產(chǎn)過程的規(guī)劃策略對于生成一個靈活和適應性的工作計劃是必需的。一個操作規(guī)劃策略也需要確定的切削刀具和參數(shù)。為了生成自己的操作方案，產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析和加工特征識別顯得尤為重要。 圖48.33實現(xiàn)未來智能機床獲的關鍵技術 **** 學 院 畢業(yè)設計任務書 學 院、系： 機械工程與自動化系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 學 號： 設 計 題 目： 機床立柱加工工藝及專用刀具設計 起 迄 日 期: 2013年 2月25日~ 2013年6月30日 指 導 教 師: 系 主 任: 發(fā)任務書日期: 2013年 2月25日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1．畢業(yè)設計的任務和要求： 某廠生產(chǎn)的數(shù)控銑床采用龍門結構，其中立柱為HT200鑄造毛坯，結構復雜、精度要求較高（詳見圖紙）。要求按月產(chǎn)100件的批量，設計詳細的生產(chǎn)工藝，并完成燕尾導軌加工的專用刀具設計。工藝設計應盡量采用以數(shù)控加工為主的先進工藝，粗精加工布置合理，既保證加工精度，又必須保證生產(chǎn)效率。 2．畢業(yè)設計的具體工作內容： 1） 學習和了解鈦大型鑄件加工的基本規(guī)律和技術難點，了解普通機床生產(chǎn)廠的技術現(xiàn)狀，學習工藝設計需要的相關知識； 2） 學習一種三維設計軟件，完成立柱的三維造型； 3） 按生產(chǎn)批量設計詳細的工藝規(guī)程和技術文件； 4） 完成專用刀具設計； 5） 編寫設計說明書； 6） 翻譯本專業(yè)外文科技文獻一份。 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 3．對畢業(yè)設計成果的要求： 1）刀具圖、工藝文件一套； 2）設計說明書一份； 3）本專業(yè)外文科技文獻譯文一份。 4．畢業(yè)設計工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內 容 2013年 02月25日 ~03月25日 03月26日 ~04月30日 05月01日 ~05月31日 06月01日 ~06月03日 06月04日 ~06月05日 查閱相關文獻資料，了解大型鑄件加工的特點，學習、了解先進切削技術，完成開題報告； 工藝方案設計、編寫工藝文件；刀具設計； 設計說明書撰寫，圖紙、工藝文件的最終修訂； 準備答辯； 答辯 學生所在系審查意見： 系主任： 年 月 日