SJ090246陈xx说明书

1、空军航空维修技术学院毕业设计说明书设计题目：接头零件的加工工艺编制与工装设计班 级： 数技0902 学 号： 46 设计者： 陈xx指导老师： 唐xx 2011 年5月目录序言 4一）工艺设计.4一、对零件进行工艺分析4二、编程尺寸的确定4三、毛坯选择6四、工艺过程设计7五、选择机床、工艺装备等9六、确定切削用量10七、填写工艺文件11八、编制加工程序单11二）工装设计12一、 零件定位方案 12二、 零件装夹方案 12三、 夹具的设计方案 13四、 夹具装配图 15三）零件建模17一、零件的建模方法及过程17二、零件建模图18四）设计心得与体会19五）参考文献20六）附录21附录一 21附录

2、二 29序言 本次毕业设计是对之前所学各课程的一次深入的综合，也是一次理论联系实际的训练。它在我大学生活中占有十分重要的地位，且在今后的社会生活中也将产生深远的影响。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，还望唐老师多多理解，多多指教。一） 工艺设计 内容说明：本次工艺设计，均严格按照附录二中有关工艺设计的要求逐步进行设计。一、对零件进行工艺分析该零件表面由圆柱、球、矩形槽、孔、平面等组成，各几何元素之间关系明确，尺寸标注完整、正确。其中H9、30f9、16H11的孔，矩形槽的内表面表面粗糙度Ra均有1.6，要求较高。H9的中心线和30f9的轴线分别对其端面、A面有垂直度要求。零件材料为45 #

3、钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。二、编程尺寸的确定 由零件图可知，尺寸10H9mm、16H11mm、14H1mm1和30f9mm的精度要求较高，通过查IT公差等级表和轴或孔的上下偏差值表可得其尺寸值及偏差具体为1000.036mm、160 0.110mm、140 0.110 mm和30-0.020-0.072mm，取其平均值作为编程尺寸，分别为：10.018mm、16.055mm、14.055mm和29.954mm 以车零件外轮廓为例，其编程尺寸值的确定如下： 先确定其加工路线，数控车床具有粗车循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环

4、不需要人为确定其进给路线，但精车的进给路线需要人为确定。图1-1为左端精加工进给路线，图1-2为右端精加工进给路线。1、先夹右攻左。如图1-1。左端加工的点坐标如下：1（42,1）2（-2,1）3（0，0）4（31，-15.5）5（31，-35.5）6（42，-35.5）2、后夹左攻右。如图1-2。左端加工的点坐标如下：1（42,1）2（26.954,1）3（，-1）4（29.954，-22）5（36，-22）6（36，-30）三、毛坯的选择该零件材料为45 #钢，中批生产，所以选用锻造（模锻）毛坯。因为模锻毛坯精度高，加工余量小，生产率高，适用于中小型零件的生产。（参照数控加工工艺杨丰 宋宏

5、明编著第91页和机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 吴拓编第13页的内容确定。）而零件为旋转体，外部径面尺寸相差不大，所以选用棒料。根据 确定总长度为63.5mm，最大直径为40mm。（参照机械加工工艺手册陈均宏编第246页的内容确定）如图1-3。四、工艺过程设计加工方案的确定。（包括加工顺序的确定。）方案一、先粗后精。a、 外轮廓各部 先粗车后精车。机床选用数控车床或五轴加工中心。b、 内轮廓各部 横向右端：先钻中心孔、钻孔，然后进行粗镗、精镗。机床选用数控车床或五轴加工中心。纵向：先钻孔后铰孔。机床选用数控车床或五轴加工中心。横向左端：先粗铣后精铣。机床选用数控车床或五轴加工中心。方案二、

6、先粗后半精在精。具体顺序参照上面。 选择方案一。理由如下：1、毛坯选用模锻毛坯，制造精度较高，所以经过粗加工后的工件再进行一次精加工就已经可以较好地达到尺寸精度要求。2、机床选用数控机床，精加工的实际切削用量可以根据前道工序即粗加工加工完的实际尺寸进行相应的调整，从而达到要求的尺寸。3、若进行半精加工，则还需确定其工序尺寸，计算较为繁琐、多余，且多一道工序会花费很多作业时间，该零件为中批生产，不利于提高生产效率。4根据实训经验，加工一般中小型零件，只需粗加工和半精加工即可。5参照数控加工工艺杨丰 宋宏明编著第页133页有关工艺设计的内容。 定位基准和装夹方式。 a车工艺 内孔加工时以外圆定位，

7、用三爪自定心卡盘夹紧；外轮廓加工时以10孔的轴线为定位基准，用三爪自定心卡盘装夹。 b 铣工艺 铣外轮廓即横向平面时以36f9mm外圆和右端面定位，用专用夹具夹紧，具体见工序卡。（3）、加工工艺的确定。（加工路线的确定可参见图1-1，和图1-2）机械加工工艺路线单（即具体的该零件的加工顺序/“工艺过程”）工序号工种工序内容夹具使用设备10普车下料40×64mm三爪自定心卡盘卧车20数车加工内表面（横向孔面）三爪自定心卡盘数车30数车加工外表面左端三爪自定心卡盘数车40数车加工外表面右端三爪自定心卡盘数车50数铣加工外表面（平面）专用夹具数铣60数铣加工内表面（纵向孔面）专用夹具数铣7

8、0数铣加工内表面（横向平面）专用夹具数铣80检验注：车工艺的加工顺序即工艺顺序的安排划分是遵循先粗后精，先近后远，内外交叉和刀具集中等原则进行确定。而铣工艺加工顺序的划分则是，考虑先加工出外平面（上下平面）好进行钻孔，加工横向平面安排在加工纵向孔面后面是为了去掉其加工后的毛刺。五、选择机床，工艺装备。机床、夹具的选择见上。刀具的选择：平端面及加工外轮廓时选用95 º右偏外圆刀；加工内孔面时选用5的中心钻，10的钻头；切断时选用B=4的切断刀；镗孔时选用r=0.8的粗镗刀，r=0.4的精镗刀；（参照数控加工工艺杨丰 宋宏明编著第137-141页）铣面时选用16的圆鼻刀(R=0.5/1)

9、，12的圆鼻刀（R=1），均为两刃。（注：a、16mm的铣刀用于铣零件的上下两个平面。选用直径为16mm是因为通过零件的俯视图或者零件建模中测量可知，用16mm的铣刀只需来回进行一次Z型切削就可以获得所要的平面；选用圆鼻刀而不是平面铣刀是因为该平面边缘处有倒圆角要求。b、12的铣刀用于加工零件左端的矩形槽，因为其槽宽为14H11，所以选用12的铣刀，这同样是为了节省走刀路程。c、铣刀均选用两刃，一方面是为了减小其切削力，方便加工，不易于损伤零件：另一方面是为了减小专用夹具实际夹紧力，选用手动夹紧动力源，提高其经济效益。d、刀具均选用高速钢刀具。目的是节约成本。）六、确定切削用量（即切削参数的确

10、定）如下表切削参数粗加工精加工车背吃刀量apmm10.3切削速度Vc/(m/min)5080主轴转速n/(r/min)400700进给量f/(mm/r)0.30.1铣（端铣、高速钢）背吃刀量apmm2/50.3切削速度Vc/(m/min)18/2238/50主轴转速n/(r/min)4501000进给量f/(mm/r)0.10.03注：1、以上数值是根据杨丰，宋宏明编著的数控加工工艺第131-133页的中的表4-1、4-2、4-3和相关公式并结合该零件结构尺寸和工艺要求计算得出。2、表格中斜杠前数值是指选用12铣刀时的相关数值，而斜杠后的则是指选用16铣刀时的相关数值。七、填写工艺文件。 机械

11、加工工艺路线单同上。本工艺文件的格式和内容均参照数控加工工艺杨丰 宋宏明编著中的内容进行设定。工艺文件具体见工艺文件八、编制加工程序单 加工程序的编制均采用数控机床普通编程指令编制。具体见附录二。二）、工装设计（夹具设计） 内容说明：本次工艺设计，均严格按照附录二中有关工装设计的要求逐步进行设计。设计选用工序50（在轴类零件上铣平面）进行设计。一、 零件定位方案。（设计定位装置/定位元件） 方案一、将零件横放，采用一个宽V型块进行定位，限制零件的5个自由度，因为所要铣的平面长度没有尺寸要求，所以这属于不完全定位。 方案二、将零件竖放，采用一个定位长套进行定位，同样限制零件的5个自由度，属于不完

12、全定位。 选用方案一。虽然方案一与方案二直接定位效果一样，但是如果选用方案二，铣刀进行铣平面时是要竖向下刀，加工路线较长，加工较为繁琐，所以选用方案一进行定位。二、 零件装夹方案。（设计夹紧机构） 方案一、用移动压板式螺旋压板夹紧机构装夹。由于零件进行铣加工的平面长度较长，需要夹紧力和夹紧行程都较大的夹紧机构，所以选用螺旋压板夹紧机构。又由于出于节约成本考虑，选用结构较小，且占面积较小的移动压板式螺旋压板夹紧机构。当然，该夹紧机构的动力源为手动，夹紧不够迅速，操作也不够方便。但是，若选择偏心夹紧机构，则夹紧力和夹紧行程不够，会破坏零件的定位，不能满足零件的加工要求。若选择气动或液压等动力源，由

13、于零件该工序的加工内容较为简单，若此则不能节约资源，夹具的经济性不好。 方案二、用三爪卡盘和心轴装置装夹。如果零件是放在加工中心中加工，则可以用此种方法进行零件的装夹。由于该工序是加工平面，而不是加工与内孔10mm有同轴的外圆表面。所以选用方案一。三、 夹具的设计方案。1）、确定夹具整体结构方案。 定位，夹具确定后，还要确定其他机构，如对刀装置，顶出装置等。1、 零件要放于铣床上加工，所以需在夹具体旁边附加设计一个定向板4，方便铣刀对刀。2、 零件的夹紧需要除了要有压板3向下压紧外，还需添加一个支撑5以平衡压板向下的作用力，保证零件的定位不被破坏，不造成工件的过量变形。3、 在V型块上用螺钉8

14、进行夹紧，目的是减小定位误差中的基准位移误差，提高夹紧的定位精度。4、 在定向板上采用螺钉9进行夹紧，目的是为了减小铣刀的对刀误差，提高其对刀精度以致零件加工精度。2)、夹具精度分析。（即定位误差分析） 由下图可知，零件的工序基准为外圆36mm(d1)的下母线，定位基准为外圆30f9mm(d2)的轴线，且工序基准不在定位基面上，所以零件的定位误差D=B+DY=d1/2+d2/(2sin/2)=0+0.052/(2×sin45°)=0.0364mm另外由零件图可知，该加工平面的长度在2032.5mm之间，上述误差（相当于零件由于误差在加工过程中可能产生的移动间隙）所引起的零件

15、最大转角=0.0364/(2032.5)mm,由于该平面的平面度公差和与轴端面的垂直度公差均不作要求，所以，该误差是可以允许的。3）、夹具夹紧力分析。由机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 吴拓编第59页的内容可知，铣刀16mm的切削力Fc=9.81 (65.2) ae0.86fz0.72apzd-0.86=9.81×65.2×300.86×0.10.72×2×2×16-0.86=837N夹紧力F=KFH (参见上书第90页)=1.5×837/=1255.5N由于夹具采用的动力源是手动，实际夹紧力一般较难量化计算。不过由实际经

16、验可知，手动夹紧力（用扳手的情况下）可达到1255.5N的1.52.5倍，所以该夹具可以安全使用。4）、夹具的装配技术要求（即夹具尺寸公差和技术要求）1、与工件的工序尺寸公差和技术要求直接有关的夹具尺寸公差和技术要求。a 根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 吴拓编第62页表3-10，该夹具为铣床夹具，且工件工序尺寸公差为0.0360.110mm(参见工艺设计中“编程尺寸的确定”)，所以该夹具公差值取工件尺寸公差值的1/3。可定为0.0120.037mm。b 由于上述工件的尺寸公差要求其实多与道该工序无关，所以夹具的支持板7的平面度公差可为0.02mm等。2、与工件的工序尺寸公差和技术要求无

17、关的夹具尺寸公差和技术要求。a参照机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 吴拓编第64页表3-14的内容，可确定：支撑钉5与夹具体1的配合关系为d(H7/n6):螺钉9和定向板4的配合关系为d(H7/n6)；V型块（即支撑板7）和夹具体1的配合关系为L(H7/m6).b 参照机械制图 徐萍、吴景淑编第194195页，可确定螺杆2和螺母6应为基孔制配合。为了增加螺母的预紧力，并提高夹具自锁性能，所以选用间隙较小且为优先配合的H7/h6配合。四、 绘制夹具装配图。 夹具装配图如下：三）零件建模一、零件的建模方法及过程 1、本次零件建模选用CAD2004版绘图软件进行建模。建模时主要用到“绘图”-“实体

18、”和“修改”-“实体编辑”这两个指令。 2、建模过程；a先用直线和圆的命令画出该零件回转对称部分（闭合线圈），然后将其作面域进行实体回转成型。此步骤可以直接获得零件的内外轮廓；b 画出相应基面然后作面域进行实体拉伸与原来实体做差。此步骤可以获得零件的上下平面和矩形槽；c 在相应位置分别画出10mm和16mm的圆，然后作面域进行实体拉伸与原来实体做差。此步骤可以获得纵向内孔。 二、零件建模图 零件的建模图如下：四）设计心得与体会本次毕业设计，我从课题发下来的第一天起就开始琢磨设计。不过由于各种原因吧，虽然有在弄，不过没能全力以赴，没有尽早搞完，反而拖到毕业答辩前几天。答辩迫在眉睫，交论文的最后期

19、限也将至，时间紧迫，压力倍增，所以这几天下班后都要加班加点去完成毕业设计，期间所碰到的问题往往让人茫然失措，绞尽脑汁，每天起早贪黑，一再坚持，忍受艰苦，幸好能弄完，真的不容易啊！如果以后碰到像这样的任务，我想还是尽早完成的好，免得纠结太久，浪费精力和时间，且在最后关头，强迫自己搞定，未免太劳神、伤身。在设计过程中，我发现自己掌握了新的一些知识，当然也巩固了以前的知识。所谓：“温故而知新”，此乃真理。特别是学了一些以前自己忽略掉的有关夹具的知识，而且由于电脑里没UG，只好用CAD画建模，虽然花费了不少的时间，不过巩固了用CAD画立体图的技能，这是我以前不能自信的。在设计过程中，由于我的疏忽，电脑

20、坏了，导致电脑里面有关设计的内容全部丢失，手里头只剩下一部分的手稿，所以大部分得从头再来，从新设计，从新画图.刚开始感觉很懊恼，压力很大，不过后来在一步一步地完成了每项设计的过程中，心里也慢慢地释然了，其实多弄一下对自己还是有很多益处的，至少增添了我的自信。在这里，要感谢同学在我网上向他们索要资料时的不吝给予,感谢系办老师的详细答复说明，感谢唐老师在百忙之中阅读我这篇论文！相信我在以后的工作中能做得更好。谢谢！五）参考文献1 陈宏钧. 实用机械加工工艺手册（第2版）. 北京. 机械工业出版社. 20032 杨丰、宋宏明. 数控加工工艺. 北京. 机械工业出版社. 20103 徐萍、吴景淑. 机

21、械制图. 北京. 北京大学出版社. 20084 吴拓.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导. 北京. 机械工业出版社.2010附录附录一零件的加工程序单：O0002TO2O2MO3 S400G95 G01 X50 Z10 F2G01 X9 Z1 F1G71 U1 R1 P140 Q180 X0.6 ZO F0.3GO1 Z100 F2X100MO5MOOT0202MO3 S700 F0.1G95 G01 X42 Z1 F2N140 GO1 X20Z-19X10 Z-22XON180 Z1GO1 Z100 F2X100M05M30O0003TO2O2MO3 S400G95 G01 X50 Z10

22、F2G01 X42 Z1 F1G71 U1 R1 P140 Q190 X-0.6 ZO F0.3GO1 Z100 F2X100MO5MOOT0202MO3 S700 F0.1G95 G01 X42 Z1 F2N140 G01 X-2 Z1 XO ZO G02 X31 Z-15.5 R15.5GO1 Z-35.5X42N190 Z1GO1 Z100 F2X100M05M30O0004TO2O2MO3 S400G95 G01 X50 Z10 F2G01 X42 Z1 F1G71 U1 R1 P140 Q200 X-0.6 ZO F0.3GO1 Z100 F2X100MO5MOOT0202MO3 S

23、700 F0.1G95 G01 X42 Z1 F2N140 G01 X25.98X29.98 Z-1Z-22X36Z-30X42N200 Z1GO1 Z100 F2X100M05M30O005AG54G17G40G49G80M03 S450G01 X0 Y0 Z100 F200X-2O Y6Z50 F100Z10 F80Z-2.5 F180X20 Y-6X-20Z100 F200MO5M30O005BG54G17G40G49G80M03 S450G01 X0 Y0 Z100 F200X-2O Y6Z50 F100Z10 F80Z-2.5 F180X6.5 Y-6X-20Z100 F200MO5M30O006AG54G17G40G49G80M03 S250G01 X