畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-簡(jiǎn)單杠桿零件的工藝分析及夾具的設(shè)計(jì).doc

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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書）題 目：簡(jiǎn)單杠桿零件的工藝分析及夾具的設(shè)計(jì) 姓 名： 編 號(hào)： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書姓名 楊廣浩 專業(yè) 機(jī)電一體化（數(shù)控方向） 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）題目： A編制設(shè)計(jì) B設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 機(jī)械工程 系 機(jī)電一體化（數(shù)控方向） 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。設(shè)計(jì)題目： 簡(jiǎn)單杠桿零

2、件的工藝分析及夾具的設(shè)計(jì) 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì) 人，出席 人答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名： 專業(yè) 機(jī)電一體化（數(shù)控方向） 年級(jí) 08級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 簡(jiǎn)單杠桿零件的工藝分析及夾具的設(shè)計(jì) 評(píng) 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績(jī)： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)： 平頂山工

3、業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）摘 要本設(shè)計(jì)的課題，不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了三年來(lái)所學(xué)的的理論知識(shí)，還使我們把所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中。理論結(jié)合實(shí)際從而達(dá)到對(duì)理論知識(shí)更加的鞏固與理解，為我們走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控加工本身而言，具有設(shè)定數(shù)控程序后大批大量加工、效率高、質(zhì)量控制穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是加工的必然趨勢(shì)。關(guān)鍵是你承接的工件，是否適合你的數(shù)控機(jī)床，價(jià)格是否具有贏利。數(shù)控技術(shù)是一種集機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的知識(shí)密集型技術(shù)，它是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率必不可少的

4、物質(zhì)手段。本次設(shè)計(jì)主要步驟：杠桿零件夾具設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)夾具裝置,導(dǎo)向裝置,確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合,夾具精度分析和計(jì)算；杠桿零件工藝設(shè)計(jì)：確定毛坯,確定工藝內(nèi)容。關(guān) 鍵 詞：數(shù)控技術(shù)，夾具，工藝論文類型：設(shè)計(jì)報(bào)告ABSTRACTThis design topic, not only lets us system comprehensive consolidate three years of theoretical knowledge learned, still make we combine theory knowledge to practice. Theory of actua

5、l so as to achieve the consolidation of theoretical knowledge more with the understanding, as we headed for society and lay a solid foundation. The 21st century machinery manufacturing competition, its essence is the competition of numerical control technology. Nc machining itself, has a set of proc

6、essing after nc program, high efficiency, quality control stability etc, and is the inevitable trend of processing. The key is you undertake the workpiece, whether suit your nc machine tools, the price does have the profit. Numerical control technology is a kind of the collecting machine, electricit

7、y, liquid, light, computer, automatic control technology for the integration of knowledge intensive technology, it is manufacturing modernization, flexibility and integrated production base, but also improve product quality, improve productivity necessary material means. This design main steps: leve

8、rage parts fixture design: design fixtures device, orientation device, technical requirements and determine the fixture relevant dimensions, tolerance matching, fixture precision analysis and calculation; Leveraged parts process design: sure, sure blank technique content. Parts processing main finis

9、hed on the nc milling machine.KEY WORDS: CNC technology,fixture,machining technicsDissertation Type:Design Report目錄第一章 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介51.1數(shù)控機(jī)床的概念51.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)61.2.1具有高度的柔性61.2.2加工精度高61.2.3加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠61.2.4生產(chǎn)效率高71.2.5改善勞動(dòng)條件71.2.6利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化71.2.7良好的經(jīng)濟(jì)效益71.2.8自動(dòng)化程度高71.3數(shù)控機(jī)床的工作原理81.3.1數(shù)控系統(tǒng)的工作過(guò)程81.3.2數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理簡(jiǎn)介81.3.3

10、數(shù)控加工工序和加工路線9第二章杠桿零件的工藝分析142.1生產(chǎn)綱領(lǐng)142.2零件圖的審查152.3分析零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性152.4確定工藝過(guò)程152.5確定夾具的設(shè)計(jì)15第三章 夾具的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)163.1夾具的設(shè)計(jì)163.1.1夾具類型的確定163.1.2定位裝置的設(shè)計(jì)163.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)203.2.1夾緊機(jī)構(gòu)203.2.2夾緊力的計(jì)算213.3導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其它裝置機(jī)構(gòu)，夾具體的確定233.3.1加工10H9孔導(dǎo)向裝置的確定233.3.2加工11孔的導(dǎo)向裝置的確定243.4繪制夾具結(jié)構(gòu)圖253.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合253.6夾具精度的分析與計(jì)算26第四章 零件加工工藝

11、卡28第五章 總 結(jié)35第六章 致謝36參考文獻(xiàn)37第一章 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介1.1數(shù)控機(jī)床的概念120世紀(jì)40年代末，美國(guó)開(kāi)始研究數(shù)控機(jī)床，1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(mit)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于1957年投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代的開(kāi)始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究和發(fā)展。我國(guó)于1958年開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，1965年開(kāi)始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)過(guò)幾十年的

12、發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。 針對(duì)車削、銑削、磨削、鉆削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、激光加工等特種加工工藝的需求，開(kāi)發(fā)了各種門類的數(shù)控加工機(jī)床。數(shù)控機(jī)床種類繁多，一般將數(shù)控機(jī)床分為16大類： （1）數(shù)控車床(含有銑削功能的車削中心) （2）數(shù)控銑床(含銑削中心) （3）數(shù)控鏗床 （4）以銑程削為主的加工中心 （5）數(shù)控磨床(含磨削中心) （6）數(shù)控鉆床(含鉆削中心) （7）數(shù)控拉床 （8）數(shù)控刨床 （9）數(shù)控切斷機(jī)床 （10）數(shù)控齒輪加工機(jī)床 （11）數(shù)控激光加工機(jī)床 （12）數(shù)控電火花線切割機(jī)床 （13）數(shù)控電火花成型機(jī)床

13、(含電加工中心) （14）數(shù)控板村成型加工機(jī)床 （15）數(shù)控管料成型加工機(jī)床 （16）其他數(shù)控機(jī)床 2模具制造常用的數(shù)控加工機(jī)床有：數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控磨床及數(shù)控車床。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)用于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算、管理和控制，通過(guò)輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和運(yùn)算并對(duì)機(jī)床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運(yùn)動(dòng)；檢測(cè)系統(tǒng)則是用來(lái)檢測(cè)機(jī)床執(zhí)行件(工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、滑板等)的位移和速度變化量，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到輸入端，與輸入指令進(jìn)行比較，根據(jù)其差別調(diào)整機(jī)床運(yùn)動(dòng)；

14、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)是由進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)元件至機(jī)床執(zhí)行件之間的機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)(能進(jìn)行各種多次重復(fù)加工)、自動(dòng)換刀(可交換指定刀具)、傳動(dòng)間隙補(bǔ)償償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差)等等。在數(shù)控加工中，數(shù)控銑削加工最為復(fù)雜，需解決的問(wèn)題也最多。除數(shù)控銑削加工之外的數(shù)控線切割、數(shù)控電火花成型、數(shù)控車削、數(shù)控磨削等的數(shù)控編程各有其特點(diǎn)，伺服系統(tǒng)的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào),轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。總之: 數(shù)控機(jī)床就是用數(shù)字控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的機(jī)床。1.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.2.1具有高度的柔性在數(shù)控機(jī)床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需

15、要經(jīng)常調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于零件頻繁更換的場(chǎng)合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。1.2.2加工精度高數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般可達(dá)到0.0050.1mm，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量（一般為0.001mm），而 且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī) 床定位精度比較高。1.2.3加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。1.2.4生產(chǎn)效率高數(shù)

16、控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，數(shù)控機(jī)床目前正進(jìn)入高速加工時(shí)代，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。1.2.5改善勞動(dòng)條件數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能自動(dòng)連續(xù)的進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測(cè)，零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度極大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是封閉式加工，即清潔，又安全。1.2.6利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間，所使用的刀

17、具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，目前已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。1.2.7良好的經(jīng)濟(jì)效益使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，分?jǐn)傇诿總€(gè)零件上的設(shè)備費(fèi)用是較昂貴的。但在單件、小批生產(chǎn)情況下，可以節(jié)省工藝裝備費(fèi)用、輔助生產(chǎn)工時(shí)、生產(chǎn)管理費(fèi)用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2.8自動(dòng)化程度高數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了操作面板、裝卸零件、關(guān)鍵工序的中間測(cè)量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，其他的機(jī)床動(dòng)作直至加工完畢，都是自動(dòng)連續(xù)完成、不需要進(jìn)行繁重的

18、重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，勞動(dòng)條件也得到相應(yīng)的改善。 1.3數(shù)控機(jī)床的工作原理1.3.1數(shù)控系統(tǒng)的工作過(guò)程（1）輸入：零件加工程序一般通過(guò)DNC從計(jì)算機(jī)機(jī)輸入而來(lái)。（2）譯碼：譯碼程序?qū)⒘慵庸こ绦蚍g成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能識(shí)別的語(yǔ)言。（3）數(shù)據(jù)處理：包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算以及輔助功能的處理。（4）插補(bǔ)：是在已知一條曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)以及進(jìn)給速度后，在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。（5）伺服輸出：伺服控制程序的功能是完成本次插補(bǔ)周期的位置伺服計(jì)算，并將結(jié)果發(fā)送到伺服驅(qū)動(dòng)接口中去。1.3.2數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理簡(jiǎn)介1.什么是插補(bǔ)？為什么要進(jìn)行插補(bǔ)？插補(bǔ)：在實(shí)際加工中，用一小

19、段直線或圓弧去逼近(擬合)零件輪廓曲線，即直線或圓弧插補(bǔ)。插補(bǔ)的任務(wù):就是根據(jù)進(jìn)給速度的要求，在輪廓起點(diǎn)和終點(diǎn)之間計(jì)算出若干個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)值。2.現(xiàn)代CNC系統(tǒng)插補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)方法：(1)由硬件和軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)；(2)全部采用軟件實(shí)現(xiàn)。3.插補(bǔ)算法分類：脈沖增量插補(bǔ)、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)。(1)脈沖增量插補(bǔ)： 每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個(gè)行程增量，以一個(gè)個(gè)脈沖的方式輸出給步進(jìn)電機(jī)。如逐點(diǎn)比較法和數(shù)字微分分析器 (Digital Differential Analyzer 簡(jiǎn)稱：DDA) 方法(2)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)：根據(jù)數(shù)控加工程序所要求的進(jìn)給速度，按照插補(bǔ)周期的大小，先將零件輪廓曲線分割為一系列首尾相接的微小直線段

20、，然后輸出這些微小直線段所對(duì)應(yīng)的位置增量數(shù)據(jù)，控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸近給。采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法時(shí)，每調(diào)用一次插補(bǔ)程序，數(shù)控系統(tǒng)就計(jì)算出本插補(bǔ)周期內(nèi)各個(gè)坐標(biāo)軸的位置增量以及伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸進(jìn)給。1.3.3數(shù)控加工工序和加工路線數(shù)控加工工序的流程圖如下：圖1-1數(shù)控機(jī)床加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：確定工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，為編制程序做好準(zhǔn)備，其中加工路線的設(shè)定是很重要的環(huán)節(jié)，加工路線是刀具在切削加工過(guò)程中刀位點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不僅包括加工工序的內(nèi)容，也反映加工順序的安排，因而加工路線是編寫加工程序的重要依據(jù)。1.確定加工路線的原則（1） 加工路線

21、應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。（2） 設(shè)計(jì)加工路線要減少空行程時(shí)間，提高加工效率。（3） 簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算和減少程序段，降低編程工作量。（4） 根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。（5） 合理設(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向，采用單向趨近定位方法，避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。 （6） 合理選用銑削加工中的順銑或逆銑方式，一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床采用滾珠絲杠，運(yùn)動(dòng)間隙很小，因此順銑優(yōu)點(diǎn)多于逆銑。 2.數(shù)控機(jī)床加工路線（1）數(shù)控車床加工路線數(shù)控車床車削端面加工路線如圖1所示A-BOp-D,其中A為換刀點(diǎn)，B為切入點(diǎn)，C-Op為刀具切削軌跡，Op為且切出點(diǎn)，D為推

22、退刀點(diǎn)。圖1-2數(shù)控車床車削外圓的加工路線如圖2所示A-B-C-D-E-F,其中A為換刀點(diǎn)，B為切入點(diǎn)，C-D-E為刀具切削軌跡，E為切出點(diǎn)，F(xiàn)為退刀點(diǎn)。圖1-3（2）數(shù)控銑床加工路線立銑刀側(cè)刃銑削平面零件外廓時(shí)避免沿零件外輪廓的法向切入和切出，如圖3所示，應(yīng)沿著外輪廓曲線的切向延長(zhǎng)線切入或切出，這樣可避免刀具在切入或切出時(shí)產(chǎn)生的刀刃切痕，保證零件曲面的平滑過(guò)渡。圖1-4當(dāng)銑削封閉內(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具也要沿著輪廓線的切線方向進(jìn)刀與退刀，如圖4所示，A-B-C為刀具切向切入輪廓軌跡路線，C-D-C為刀具切削工件封閉內(nèi)輪廓軌跡，C-E-A為刀具切向切出輪廓軌跡路線。圖1-5（3）孔加工定位路線合理安

23、排孔加工定位路線能提高孔的定位精度，如圖5所示，在XY平面內(nèi)加工A、B、C、D四孔，安排孔加工路線時(shí)一定要注意各孔定位方向的一致性，即采用單向趨近定位方法，完成C孔加工后往左多移動(dòng)一段距離，然后返回加工D孔，這樣的定位方法避免因傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差，提高了D孔與其它孔之間的位置精度。圖1-6數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中，因而要與普通加工工藝銜接好。數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)

24、問(wèn)題： 1.工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：（1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的工件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。（2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些工件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。（3）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部

25、分的加工作為一道工序。（4）以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)，凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。2.順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來(lái)考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工；（3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；3.數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如

26、銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對(duì)校形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。第二章 杠桿零件的工藝分析圖2-1 零件圖2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定：生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）小批生產(chǎn) 中型零件（0.5150kg)102002.2零件圖的審查零件圖視圖缺少俯視圖，能加工出要求零件，零件是小批量生產(chǎn)，材料是45#，屬于易加工材料，毛坯為模鍛。注：模鍛

27、是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法.模鍛與自由鍛相比,具有生產(chǎn)率高,鍛件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點(diǎn),但模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過(guò)150kg,鍛模制造成本高.模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn).模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛。2.3分析零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性零件有28H7，11，40，10H9孔，曲面等組成，有粗糙度，垂直度，平行度等精度的要求。2.4確定工藝過(guò)程1.模鍛成形，（28鍛成22）其余實(shí)心；2.退火，消除殘余內(nèi)應(yīng)力；3.數(shù)控銑，銑左邊兩平面，再鉆鉸28H7孔，用平虎鉗定位和裝夾；4.數(shù)控銑，銑右邊兩平面，用平虎鉗定位和裝夾；5.鉆孔，用專用鉆夾具加工

28、10H9和11孔；先銑端面,后完成鉆、擴(kuò)、較10H9孔和11孔，10H9孔和28H7孔的中心距為（800.20）mm；平行度允差0.30mm；11孔與28H7孔中心距為（150.25）mm。6.數(shù)控銑，銑36準(zhǔn)；7.數(shù)控銑，割開(kāi)4.75槽；8.去毛刺.檢驗(yàn)。2.5確定夾具的設(shè)計(jì)根據(jù)分析該零件的加工過(guò)程中需要完成設(shè)計(jì)鉆、擴(kuò)、較杠桿10H9孔和11孔的夾具。第三章 夾具的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)3.1夾具的設(shè)計(jì)3.1.1夾具類型的確定由以上的分析可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大.因此,設(shè)計(jì)的夾具不宜復(fù)雜,在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),做到經(jīng)濟(jì)合理.根據(jù)被加工部位 的

29、分布情況,擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套)。3.1.2定位裝置的設(shè)計(jì)確定定位方案據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其定位方案有兩種:圖3-1 方案一方案一:如圖3-1所示,以28H7孔及一組合面(K面與10H9孔下端面組合)為定位面,限制工件的五個(gè)自由度,以10H9孔端外緣毛胚一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面,限制工件Z自由度.該方案由于尺寸88MM的公差大,定位不穩(wěn)定,定位誤差大。圖3-2 方案二方案二:如圖3-2所示,以孔28H7及端面K定位,限制工件5個(gè)自由度,以11孔外緣定位,限制Z自由度。為增強(qiáng)剛性,在10H9孔下端,增設(shè)一輔助支承。由于定位精度未受尺寸88MM的影響,定位誤差小。比較上述兩個(gè)方案,方案二為最佳方案。選

30、擇定位元件（1）選用帶臺(tái)階面的定位銷,作為28H7孔及其端面定位的定位元件(見(jiàn)總裝圖).其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定。（2）以10H9孔端面外緣定位,采用的定位元件有兩種形式(如圖3-3所示)：選用可調(diào)支承釘作為以10H9孔外緣定位的定位元件,其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度。該方案可克服毛胚精度對(duì)定位精度的影響,在使用過(guò)程中根據(jù)每批毛胚的精度進(jìn)行調(diào)整,結(jié)構(gòu)如圖3-3(a)所示。采用移動(dòng)形塊為定位元件,如圖3-3(b)所示,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結(jié)構(gòu)限制,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局較難。形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),易引起工件

31、的變形。圖3-3 定位元件比較上述兩種形式,確定采用第一種形式。定位誤差的分析計(jì)算（1）加工10H9,要求保證中心距尺寸(800.20)mm及兩孔軸線平行度0.30mm.計(jì)算中心距尺寸(800.20)mm定位誤差為 =B+由圖4-4可知,B=0基準(zhǔn)位移誤差等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號(hào)為28H7,28H7為28,28g6為28 .于是 Xmax=Dmax-dmin=28.02127.98=0.041（mm） D=Y=Xmax=0.041（mm)其中：G=0.4mm D允=1/3G=0.13（mm)則 DD允 該定位方案滿足要求。 計(jì)算10H9與28H7兩孔軸線的平行度定位

32、誤差。 同理 D=B+Y，B=0由基準(zhǔn)位位移誤差定義可知 Y=1+21是定位銷圓柱部分與臺(tái)階面的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也是可忽略不計(jì)2=0。因此 D=B+Y=0定位誤差的允許值D允=1/3G=1/3*0.3=0.10（mm)顯然 DD允因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。（2）加工11孔，要求保證孔距尺寸（120.25）mm的定位精度。同理 D=B+Y，B=0而Y與加工10H9孔時(shí)相同，只是方向沿加工尺寸15mm方向。 D=Y=0.41（mm)其中：G=0.5mm D允=1/3G=1/3*0.5=.0.167(mm)顯然 DD允該定位

33、方案滿足要求。由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。 3.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)3.2.1夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M12，為縮短裝卸工件的時(shí)間，采用開(kāi)口墊圈。3.2.2夾緊力的計(jì)算1.加工10H9時(shí)受力分析如圖3-4所示，加工時(shí)，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢(shì)，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對(duì)加工此孔來(lái)說(shuō)，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。圖3-4 加工10H9孔時(shí)工件受力圖2.加工11孔時(shí)受力分析如圖3-5所示，加工時(shí)，鉆削軸向力F有使工件繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而鉆削扭矩T2

34、又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，為防止上述兩種趨勢(shì)的發(fā)生，夾具的夾緊機(jī)構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力矩，為此需進(jìn)行夾緊的校核。圖3-5 加工11孔時(shí)工件受力圖（1）鉆削軸向力F F=9.81Cd設(shè)f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻(xiàn)5得： F=9.8161.2110.250.70.866=2167.15（N）（2）鉆削力距T2T=9.81=9.810.0311110.250.866=9.866（Nm）（3）使工件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0由圖3-5知T3=FLM0=F0L1式中：F0為翻轉(zhuǎn)力，F(xiàn)0=T2/L1，L1為翻轉(zhuǎn)力臂，L1=L=d0/2D0/2得T3=FL=2167.150.

35、015=32.51（Nm）M0=F0L1=9.866/0.011（0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（Nm）（4）防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3根據(jù)力學(xué)平衡原理，由圖4-7知：F3fr+2FnfrKT3 F3D/2FM0其中，r為當(dāng)量摩檫半徑： r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm) 得F3=KT3/2rf=1.532.51/20.0180.15=9.30.56(N)F3=2KM0/D=21.50.48/0.028=51.42(N)（5）夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。根據(jù)初步選用螺栓直徑為M12mm,由參考文

36、獻(xiàn)9查得，采用M12的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3F3”，顯然M12螺栓無(wú)法滿足要求。現(xiàn)改用M16螺栓，許用夾緊力F3=10500N，F(xiàn)3F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求，同時(shí)，M16螺母的最大直徑也小于定位孔28H7的尺寸，不妨礙工件的裝卸。3.3導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其它裝置機(jī)構(gòu)，夾具體的確定3.3.1加工10H9孔導(dǎo)向裝置的確定為適應(yīng)鉆、擴(kuò)、鉸的要求，現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻(xiàn)1選取.具體尺寸如表31所示。 表3-1 快換鉆套及襯套尺寸鉆套端面至加工面間的距離一般取（0.31）d(d為鉆頭直徑），取8mm。3.3.2加工11孔的導(dǎo)向裝置的確定為

37、維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻(xiàn)1選取。其主要尺寸如表3-2所示表3-2 可換鉆套及襯套尺寸鉆套端面至加工表面的距離，選取原則與H9孔相同，因加工精度低，為排屑方便取12mm.各導(dǎo)向件至定位元件（28H7孔中心）間的位置尺寸公差按工件相應(yīng)公差的1/21/5選取。因此，它們分別為（150.05）mm,(800.05）mm，10H9孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面垂直度允差0.05mm,11孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面平行度允差0.05mm.3.其他裝置的確定為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開(kāi)式，使加工、觀察

38、、清理切屑均方便。3.4繪制夾具結(jié)構(gòu)圖繪制夾具結(jié)構(gòu)圖一般分兩步，首先繪制草圖，待對(duì)夾具精度進(jìn)行分析和計(jì)算后，若需修改的，修改后再按國(guó)際正式繪制夾具總裝圖，如圖3-6所示。圖3-6 夾具圖3.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配偶和是根據(jù)教材和、有關(guān)資料，手冊(cè)規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術(shù)要求和公差配合如下：1.技術(shù)要求（1）定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.03mm。（2）導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.05mm（3）導(dǎo)向元件與夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.05mm2.公差配合（1）10H9孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔

39、之間的配合代號(hào)及精度分別為： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)（2）11孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)（3）其余部分的公差配合代號(hào)及精度如圖3-6所示。3.6夾具精度的分析與計(jì)算由圖2-1可知，所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸（150.25）mm，尺寸（800.2）mm，尺寸14mm及10H9孔和28H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項(xiàng)。其中尺寸14mm和尺寸（150.25）mm要求較低，不必驗(yàn)算，其余各項(xiàng)精度要求分別驗(yàn)算如下：1.尺寸（800.2）mm；2.定位誤差D，由前計(jì)算可知

40、D=0.041mm；3.定位元件對(duì)底面的垂直度誤差A(yù)=0.03mm；4.鉆套與襯套間的最大配合間隙T1=0.033mm；5.襯套孔的距離公差T2=0.1mm；6.襯套軸線對(duì)底面（F）的垂直度誤差為T3=0.05mm；7.麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050；有式3-2可得：J=D+A+T1+T2+T3+X=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050=0.1312/3G=2/3X0.4=0.26因而夾具能保證尺寸這項(xiàng)加工要求。同理可完成10H9孔軸線對(duì)25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。由于夾具設(shè)計(jì)的各部分分析與計(jì)算已進(jìn)行，結(jié)果符合要求，在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，

41、繪制正式的總裝圖。 總裝圖主視圖 總裝圖左視圖總裝圖俯視圖圖3-7總裝圖第四章 零件加工工藝卡通過(guò)以上夾具的設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)已經(jīng)完成，現(xiàn)在可以對(duì)毛坯進(jìn)行加工生產(chǎn)，毛坯圖如下： 圖4-1零件加工工藝卡如下：表4-1工步工步內(nèi)容刀具名稱刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)/分）切削速度 (米/分）進(jìn)給量 （毫米/分）1鍛造2退火，去應(yīng)力3銑28左端面銑刀10R610000.5104銑寬10左端面銑刀10R610000.5105將24孔擴(kuò)到27.5鉆頭27.53000.30.1266將27.5孔鉸到28鉸刀281200.30.0867銑28左端面銑刀10R610000.5108銑寬10左端面銑刀10R610000.51

42、09鉆11H9（用專用鉆夾具定位）鉆頭113000.350.12610鉆10（用專用鉆夾具定位）鉆頭103000.350.12611鉸11H9孔鉸刀111200.30.08612鉸10孔鉸刀101200.30.08613銑36兩邊的臺(tái)階面（采用一面兩孔定位）銑刀10R610000.51014割開(kāi)4.75槽（采用專用銑夾具定位）銑刀4.7510000.51015去毛刺16檢驗(yàn)零件的數(shù)控加工程序：%O0000；N100G21；N102G0G17G40G49G80G90；N104T1M6；N106G0G90G54X74.25Y-36.5A0.S1909M3；N108G43H1Z50；N110Z10；

43、N112G1Z-15.F15；N114Y-16.5F763.6；N116G3X54.25Y3.5R20；N118G1X36.5；N120G3X33.Y0.R3.5；N122G2X-29.031Y-15.69R33；N124G1X-31.123Y-15.321；N126G2X-39.64Y-3.171R10.5；N128G1X-38.179Y5.18；N130X-80.159Y29.417；N132G2X-87.878Y35.038R15.5；N134G1X-93.756Y43.128；N136X-94.579Y44.261；N138G2X-96.455Y52.075R10.5；N140G1X-

44、96.234Y53.472；N142G2X-92.035Y60.324R10.5；N144G1X-61.292Y82.66；N146G2X-53.478Y84.536R10.5；N148G1X-52.081Y84.315；N150G2X-46.242Y81.311R10.5；N152G1X42.911Y40.504；N154G2X48.Y41.5R13.5；N156G1X72；N158G2X85.5Y28.R13.5；N160G1Y17；N162G2X72.Y3.5R13.5；N164G1X54.25；N166G3X34.25Y-16.5R20；N168G1Y-36.5；N170Z-5.F15

45、；N172G0Z50；N174X74.25Y-36；N176Z10；N178G1Z-15；N180Y-16.F763.6；N182G3X54.25Y4.R20；N184G1X36.5；N186G3X32.5Y0.R4；N188G2X-28.705Y-15.24R32.5；N190G1X-31.036Y-14.829；N192G2X-39.148Y-3.257R10；N194G1X-37.626Y5.438；N196X-79.954Y29.877；N198G2X-87.474Y35.332R15；N200G1X-93.352Y43.422；N202X-94.174Y44.555；N204G2X-

46、95.961Y51.997R10；N206G1X-95.74Y53.394；N208G2X-91.741Y59.92R10；N210G1X-60.998Y82.256；N212G2X-53.556Y84.042R10；N214G1X-52.159Y83.821；N216G2X-46.535Y80.895R10；N218G1X42.901Y39.958；N220G2X48.Y41.R13；N222G1X72；N224G2X85.Y28.R13；N226G1Y17；N228G2X72.Y4.R13；N230G1X54.25；N232G3X34.25Y-16.R20；N234G1Y-36；N236Z

47、-5.F15；N238G0Z50；N240X74.25Y-36.5；N242Z-5；N244G1Z-30；N246Y-16.5F763.6；N248G3X54.25Y3.5R20；N250G1X36.5；N252G3X33.Y0.R3.5；N254G2X-29.031Y-15.69R33；N256G1X-31.123Y-15.321；N258G2X-39.64Y-3.171R10.5；N260G1X-38.179Y5.18；N262X-80.159Y29.417；N264G2X-87.878Y35.038R15.5；N266G1X-93.756Y43.128；N268X-94.579Y44.2

48、61；N270G2X-96.455Y52.075R10.5；N272G1X-96.234Y53.472；N274G2X-92.035Y60.324R10.5；N276G1X-61.292Y82.66；N278G2X-53.478Y84.536R10.5；N280G1X-52.081Y84.315；N282G2X-46.242Y81.311R10.5；N284G1X42.911Y40.504；N286G2X48.Y41.5R13.5；N288G1X72；N290G2X85.5Y28.R13.5；N292G1Y17；N294G2X72.Y3.5R13.5；N296G1X54.25；N298G3X3

49、4.25Y-16.5R20；N300G1Y-36.5；N302Z-20.F15；N304G0Z50；N306X74.25Y-36；N308Z-5；N310G1Z-30；N312Y-16.F763.6；N314G3X54.25Y4.R20；N316G1X36.5；N318G3X32.5Y0.R4；N320G2X-28.705Y-15.24R32.5；N322G1X-31.036Y-14.829；N324G2X-39.148Y-3.257R10；N326G1X-37.626Y5.438；N328X-79.954Y29.877；N330G2X-87.474Y35.332R15；N332G1X-93.

50、352Y43.422；N334X-94.174Y44.555；N336G2X-95.961Y51.997R10；N338G1X-95.74Y53.394；N340G2X-91.741Y59.92R10；N342G1X-60.998Y82.256；N344G2X-53.556Y84.042R10；N346G1X-52.159Y83.821；N348G2X-46.535Y80.895R10；N350G1X42.901Y39.958；N352G2X48.Y41.R13；N354G1X72；N356G2X85.Y28.R13；N358G1Y17；N360G2X72.Y4.R13；N362G1X54.25；N364G3X34.25Y-16.R20；N366G1Y-36；N368Z-20.F15；N370G0Z50；N372M5；N374G91G28Z0；N376G28X0.Y0.A0；N378M30；%.通過(guò)以上設(shè)計(jì)，分析可以完成該杠桿零件的加工，對(duì)加工完成工件進(jìn)行檢驗(yàn)，看是否符合零件的使用要求，進(jìn)而確定設(shè)計(jì)的效果。第五章 總 結(jié)經(jīng)過(guò)不懈的努力，完成了課題設(shè)計(jì)、在設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)查閱資料使得了解的知識(shí)面更廣、