支撑套数控加工毕业设计

⑤粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。但是，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，可以重复使用某一粗基准。3.5零件表面加工方法的选择零件表面的加工方法,首先取决于加工表面的技术要求。但应注意，这些技术要求不一定就是零件图所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某方面高于零件图上的要求。如由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求。或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。当明确了各加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法，并确定需几个工步和各工步的加工方法。所选择的加工方法，应该满足零件的质量、良好的加工经济性和高的生产效率的要求。为此，选择加工方法时应该考虑下列各因素：1.任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是经济加工精度。为此，在选择加工方法时，应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。2.要考虑工件材料的性质。3.要考虑工件的结构形状和尺寸大小。4.要考虑生产率和经济性要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺。甚至可以从根本上改变毛坯的制造方法，可减少机械加工的劳动量。5.要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件.选择加工方法时应充分利用现有设备,挖掘企业潜力,发挥工人的积极性和创造性。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平。3.6加工顺序的安排零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排得是否合适，对加工质量、生产率和经济性有较大的影响。（一）加工阶段的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：1.粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。2.半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。3.精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。（二）机械加工顺序的安排一个零件上往往有几个表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的精度要求，而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序就不能随意安排，而必须遵循一定的原则，这就是定位基准的选择和转换决定着加工顺序，以及前工序为后续工序准备好定位基准的原则。1.作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面时要用它来定位。即“先基准后其它”。2.在加工精基准面时，需要用粗基准定位。在单件、小批生产、甚至成批生产中，对于形状复杂或尺寸较大的铸件和锻件，以及尺寸误差较大的毛坯，在机械加工工序之前首先应安排划线工序，以便为精基准加工提供找正基准。3.精基准加工好以后，接着应对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。精度要求特别高的表面还需要进行光整加工。4.在重要表面加工前，对精基准应进行一次休整，以利于保证重要表面的加工精度。5.对于容易出现废品的工序，精加工和光整加工可适当放在前面，某些次要小表面的加工可放在其后。4三种零件工艺流程及夹具设计4.1支承套4.1.1零件加工工艺分析（1）零件的结构特点支承套零件图如图4.1所示，为便于加工中心定位、装夹，100f9外圆、80尺寸两面、78尺寸上面均在前面工序中用普通机床完成。（2）主要加工内容:1)2-15H7孔2)35H7孔3)60×12沉孔4)2-11孔5)2-17×11沉孔6)2-M6-6H螺孔图4.1支承套零件图（3）零件材料零件材料为45号钢。4.1.2毛坯的选择（1）确定毛坯的类型及制造方法铸造方法可分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造方法传统，铸造成品的各方面质量都较差。因此，在现代机械工业中已逐渐被特种铸造方法所取代。各制造方法的特点及应用范围见表4.1。表4.1铸造特点及应用范围表铸造方法主要特点应用范围压力铸造用金属铸型，在高压、高速下充型，在压力下快速凝固，是效率高、精度高的金属成型方法，但压铸机、压铸型制造费用高。铸件表面粗糙度Ra为3.2-0.8μm，结晶细，强度高，毛坯金属利用率可达95%大批大量生产，以锌合金、铝合金、镁合金及铜合金为主的中、小型形状复杂不进行热处理的零件，也用于钢铁铸件。熔模铸造用蜡模，在蜡模外侧制成整体的耐火质薄壳铸型，加热熔掉蜡模后，用重力浇注。压型制造费高，工序繁多，生产率较低。手工操作时，劳动条件差。铸件表面粗糙度Ra为12.5-1.6μm，结晶较粗各种生产批量，以碳钢、合金钢为主的各种合金和难于加工的高熔点合金复杂零件。零件重量和轮廓尺寸不能过大，一般铸件重量小于10kg.金属型铸造用金属铸型，在重力下浇注成型。对非铁合金铸件有细化组织的作用，灰铸铁件易出白口。生产率高，无粉尘，设备费用高。手工操作时，劳动条件差。铸件表面粗糙度Ra为12.5-6.3μm。结晶细，加工余量小。成批大量生产，以非铁合金为主，也可用于铸钢、铸铁的厚壁、简单或中等复杂的中小铸件，也可用于数吨大件。低压铸造用金属型、石墨型、砂型，在气体压力下充型及结晶凝固，铸件致密，金属收缩率高。设备简单，生产率中等。铸件表面粗糙度Ra12.5-3.2μm，加工余量小，液态合金利用率可达95%单件、小批或大量生产以铝、镁等非铁合金为主的中大薄壁铸件，壁厚相差较悬殊的零件不宜选用离心铸造用金属型或砂型，在离心力作用下浇注成型。铸件组织致密，强度高，设备简单，成本低，生产率高。铸件内孔粗糙，加工余量大，最小壁厚3-5mm单件、成批大量生产，铸件大小不限陶瓷型铸造采用高精度模样，用自硬耐火浆料灌注成型，重力浇注。铸件精度高，表面粗糙度数值小。陶瓷浆料价格高单件、小批生产中、小型、壁厚中等复杂的零件，特别宜作金属型、模板、热芯盒及各种热锻模具实型铸造用泡沫聚苯乙烯塑料模局部或全部代替木模或金属模造型，在浇注时烧失。可节约木材，简化工序，但烟尘有害气体较多单件、小批生产的中、大型铸件，尤以1-2件为宜，或取模困难的铸件部分由于本零件材料为45号钢，结构形状较为简单，且成批大量生产，考虑到综合经济因素，故选用棒料或锻件。（2）绘制毛坯图毛坯图见图4.2。图4.2支承套毛坯图4.1.3数控加工工艺分析及工序设计（1）确定各加工表面的加工方法根据各加工面的精度要求和粗糙度要求，2-15H7孔采用钻-扩-铰孔，35H7孔采用钻-粗镗-半精镗-铰孔，2-11孔采用钻削，2-17×11沉孔加工方法为锪削，60×12沉孔加工方法为粗铣-精铣。（2）确定加工工艺路线普通机床加工支承套工艺方案见表4.2：表4.2普通机床加工支承套工艺方案工序号工序内容定位基准工艺装备1钻Φ35H7孔、2-Φ17X11中心孔,钻Φ35H7孔至Φ31，钻2-Φ11孔,锪2-Φ17A面，平面C，端面D钻床，钻头，中心孔钻头,锪钻，专用夹具2粗镗Φ35H7至Φ34，粗镗Φ60X12至Φ59X11.5,精镗Φ60X12，半精镗Φ35H7孔至Φ34.85,钻2-M6-6H螺孔中心孔,钻2-M6-6H底孔至Φ5,攻2-M6-6H螺纹,铰Φ35H7孔A面，平面C，端面D镗铣床，镗刀，钻头，锪钻，丝锥，铰刀,专用夹具3在Φ35H7孔中手动装入工艺堵,钻2-Φ15H7孔中心孔,钻2-Φ15H7至Φ14,扩2-Φ15H7至Φ14.85,铰2-Φ15H7孔A面，平面C，端面D钻床，钻头，扩孔刀，铰刀,专用夹具数控加工支承套工艺方案见表4.3。表4.3数控加工支承套工艺方案工序工步加工内容定位基准工艺装备Ⅰ1钻Φ35H7孔，2-Φ17X11中心孔A面，平面C，端面D中心钻Φ32钻Φ35H7孔至Φ31同上锥柄麻花钻Φ313钻2-Φ11孔同上锥柄麻花钻Φ114锪2-Φ17同上锥柄埋头钻17X115粗镗Φ35H7至Φ34同上粗镗刀Φ346粗铣Φ60X12至Φ59X11.5同上合金立铣刀Φ32T7精铣Φ60X12同上合金立铣刀Φ32T8半精镗Φ35H7孔至Φ34.85同上镗刀Φ34.859钻2-M6-6H螺孔中心孔同上10钻2-M6-6H底孔至Φ5同上直柄麻花钻Φ511攻2-M6-6H螺纹同上机用丝锥,中锥M612铰Φ35H7孔同上套式铰刀35AH713在Φ35H7孔中手动装入工艺堵同上专用工艺堵Ⅱ14钻2-Φ15H7孔中心孔同上中心钻Φ315钻2-Φ15H7至Φ14同上锥柄麻花钻Φ1416扩2-Φ15H7至Φ14.85同上锥柄端刃扩孔钻Φ14.8517铰2-Φ15H7孔同上锥柄长刃铰刀Φ15AH7两种方案对比：普通机床加工工序多，需3道工序、3套夹具、3台机床，而加工中心仅需1道工序、1套夹具、1台机床。体现了数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝、锪等多种加工，因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了很大的提高。综合上述两个工艺方案的优缺点，选择数控加工方案。确定机械加工余量见表4.4。表4.4支承套机械加工余量工步内容单边余量（mm）公差值(μm)表面粗糙度(μm)精度级钻Φ35H7孔至Φ3115.521012.5IT12钻2-Φ11孔5.515012.5IT12锪2-Φ17311012.5IT11粗镗Φ35H7至Φ341.51606.3IT11粗铣Φ60X12至Φ59X11.571906.3IT11精铣Φ60X120.5461.6IT8半精镗Φ35H7孔至Φ34.850.425623.2IT9钻2-M6-6H底孔至Φ52.5303.2IT9铰Φ35H7孔0.075391.6IT8钻2-Φ15H7至Φ147433.2IT9扩2-Φ15H7至Φ14.850.425393.2IT9铰2-Φ15H7孔0.075331.6IT8根据以上信息制订数控加工工序卡片,如表4.5。表4.5数控加工工序卡片数控加工工序卡片产品型号X6125零件名称支承套程序号O7030零件图号70300A材料45编制工步工步内容刀具辅具切削用量T码规格种类SF1B0、G542钻Φ35H7孔，2-Φ17X11中心孔T01中心钻Φ3JT40-Z6-451200403钻Φ35H7孔至Φ31T14锥柄麻花钻Φ31JT40-M3-75150304钻2-Φ11孔T02锥柄麻花钻Φ11JT40-M1-35500705锪2-Φ17T03锥柄埋头钻17X11JT40-M2-50150156粗镗Φ35H7至Φ34T04粗镗刀Φ34JT40-TQC30-165400307粗铣Φ60X12至Φ59X11.5T05合金立铣刀Φ32TJT40-MW4-85500708精铣Φ60X12T06合金立铣刀Φ32TJT40-MW4-85600459半精镗Φ35H7孔至Φ34.85T07镗刀Φ34.85JT40-TZC30-1654503510钻2-M6-6H螺孔中心孔T0111钻2-M6-6H底孔至Φ5T08直柄麻花钻Φ5JT40-Z6-45JZM665035122-M6-6H孔端倒角T025002013攻2-M6-6H螺纹T09机用丝锥,中锥M6JT40-G1JT310010014铰Φ35H7孔T10套式铰刀35AH7JT40-K19-1401005015M0116在Φ35H7孔中手动装入工艺堵专用工艺堵Ⅱ29-5417B90°G5518钻2-Φ15H7孔中心孔T0119钻2-Φ15H7至Φ14T11锥柄麻花钻Φ14JT40-M1-354506020扩2-Φ15H7至Φ14.85T12锥柄端刃扩孔钻Φ14.85JT40-M2-502004021铰2-Φ15H7孔T13锥柄长刃铰刀Φ15H7JT40-M2-50100604.1.4夹具设计（1）问题的提出由于是成批量生产，为了提高工作效率，降低劳动力度，需要设计专用夹具。该零件在结构上不是很复杂，但是需加工的孔工序较多，且需要加工侧面的2个2-15H7孔，选取比较合理的装夹方案，避免2次安装工件是该专用夹具设计的要点。（2）定位方案根据零件的形状，以100f9外圆为A面，80尺寸左端面为C面，78尺寸后端面为D面。方案一：A面限制2个自由度，平面C限制1个自由度，端面D限制3个自由度，用平面C夹紧。方案二：A面限制1个自由度，平面C限制2个自由度，端面D限制3个自由度，用A面夹紧。两种定位夹紧方案对比：方案一是按照基准重合原则确定的，即定位基准与设计基准重合，不存在基准不重合误差，有利于保证加工精度，而且夹紧点靠近加工面。方案二夹具制造较复杂，且定位基准与设计基准不重合，存在基准不重合误差。此外，用V 型块同时定位夹紧，结构复杂且间距较大，刀具轴伸太长，不利于提高刀具的刚度。综合考虑两个方案的优缺点，及本工序加工的具体情况，采用方案一。（3）定位元件的选择根据定位方案一，设计定位元件的结构如图4.3所示，A面用短V型块定位，平面C用活动定位板同时定位夹紧，活动定位板由一根定位销定位于夹具体上，通过夹紧螺钉旋紧，端面D用两块定位板定位。该夹具在加工2-15H7时只需旋转工作台不必将工件取出换向，在夹具一侧留有空间使刀具能自由伸缩。另外夹具底部留有2个键槽，使用定位键配合螺钉使夹具能牢牢固定在工作台上。装夹示意图见图4.3。（4）定位误差的计算由于使用定位板定位，而且在数控机床加工前零件和定位板接触表面都已经精确加工过，所以误差基本为零。图4.3支承套装夹示意图附录5结论在本次毕业设计中，要完成的是分析支承套、支架零件、空压机吸气阀盖头三个零件的加工工艺并为它们各设计一套工艺装备，三个零件都属于大批量生产三个零件，但所要加工的内容不同，零件本身的形状复杂程度也不同，所以要设计出合适每个零件的最简洁的专用夹具并且制定加工工序。支承套使用专用框式夹具，采用V型块和支撑板定位，翻页板螺钉夹紧；支架零件采用圆柱销，菱形销一面两销孔定位，并设计了专门装夹零件的过渡真空平台，以压板螺栓辅助定位；空压机吸气阀盖头使用两道工序，均采用一面两销孔定位，压板螺栓夹紧，只不过两次装夹时压板位置不同。在制订工艺流程和选择工艺元件时参考了一些相关书籍和机械设计手册，并比较了多种工艺方案最终决定了各零件的最终加工工艺流程。整个设计过程中，对夹具体的尺寸，工艺元件的选用，尺寸设计可谓一改再改，力求使设计达到比较完美的效果。支架零件在毛坯上也动足了脑筋，采用了工艺凸耳来弥补一面两销孔的空缺孔。或许在设计上还有一定的不足，但在以后的实践和摸索中将不断完善。本次设计提高了自身的专业知识水平，同时培养了部分电脑软件的应用和操作技能，对专业知识的实践与推广也有着很大的作用，这将是一生中非常宝贵的精神财富。6致谢大学三年的学习生涯，将随着毕业论文的结束画上圆满的句号，在这三年里，在所有老师的细心教育和自己的刻苦努力下，我学到了很多很实用的知识，更重要的是，我学到不仅仅是书本上的知识，更是一种学习的能力，相信这一定可以帮助自己在今后的工作中起到积极的作用。在这次毕业论文中，给予我帮助最大无疑就是我的指导老师。虽然赵老师工作繁忙，但却对我的关心却丝毫不受工作的影响，电话交流非常频繁，并利用因特网及时进行互动交流，给予我很大的发展空间，不断拓展自己的思维，培养了我独立思考、处理问题的能力。在这次论文中，真的感觉学到了很多很多知识，在此表示我衷心的感谢。最后，再次感谢所有在这次论文中给予我帮助的老师和同学。参考文献[1]董玉红．数控技术[M]．北京：高等教育出版社，2004．[2]覃岭．数控加工工艺基础[M]．重庆：重庆大学出版社，2004．[3]戴向国，等．Mastercam9．0数控加工基础教程[M]．北京：人民邮电出版社，2004．[4]范俊广．数控机床及应用[M]．北京：机械工业出版社，1998．[5]杨毅．数控加工的工艺设计[J]．机械工程师，2001，2(2)：24—26．[6]惠延坡，沙杰等．加工中心的数控编程与操作技术[M]．北京：机械工业出版社，2001.[7]全国数控培训网络天津分中心编．数控编程．北京：机械工业出版社，1997.[8]王启平等.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.[9]叶伯生．计算机数控系统原理、编程与操作[M]．武汉：华中理工大学出版社．1999．[10]张福润等.机械制造基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.[11]刘慧芬等.机床与夹具[M].北京:清华大学出版社,2005.[12]许祥泰等.数控加工编程实用技术[M].北京:机械工业出版社,2002.[13]孙竹等.加工中心编程与操作[M].北京:机械工业出版社,1999.[14]朱正心等.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社,1999.[15]JohnWilson.AutoCAD2000:3Dmodeling:avisualapproach.[M]AutodeskPress,2000.[16]黄康关等.数控加工编程[M].上海交通大学出版社.2004.8.[17]王启平等.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.[18]上海柴油机厂工艺设备研究所编.金属切削机床夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，1984.12.[19]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].高等教育出版社2003.8.[20]彭文生等.机械设计与机械原理[M].华中理工大学出版社.1998.附录1支承套数控加工程序：07030N1G30Y0M06T01；N2B0；N3G00GN4G43Z50.0H01S1200M03；N5G99G81Z-5.0R5.0FN6X-14.0Y39.0；N7Y-39.0；N8G00G49Z350.0MN9G30Y0M06T14；N10X0Y0；N11G43Z50.0H14S150M03；N12G98G81Z-92.0R5.0FN13G00G49Z350.0MN14G30Y0M06T02；N15X-14.0Y39.0；N16G43Z50.0H02S500M03；N17G99G81Z-88.0R5.0FN18Y-39.0；N19G00G49Z350.0MN20G43Z50.0H03S150M03；N21G99G82Z-11.3R5.0FN22Y-39.0；N23G00G49Z350.0MN24G30Y0M06T04；N25X0Y0；N26G43Z50.0H04S400M03；N27G98G81Z-85.0R5.0FN28G00G49Z350MN29G30Y0M06T05；N30Y0；N31G43Z-11.5H05S500M03；N32G01G43X29.5D05FN33G03I-29.5；N34G01GN35G00G49Z350MN36G30Y0M06T06；N37X0Y0；N38G43Z-12.0H06S600M03；N39G01G43X30.0D06FN40G03I-30.0；N41G01GN42G00G49Z300.0MN43G30Y0M06T07；N44X0Y0；N45G43Z50.0H07S450M03；N46G98G81Z-85.0R-7.0FN47G00G49Z350MN48G30Y0M06T01；N49X0Y23.0；N50G43Z-5.0H01S1200M03；N51G99G81Z-17.0R-7.0FN52Y-23.0；N