數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計說明書模板

1、（黑體，二號，居中）某飛機加強口框的數(shù)控加工（宋體，四號）學 院*專 業(yè)*班 級*學 號*姓 名*指導教師*負責教師（前面空5行，宋體，小三號，居中,后面空1行）沈陽航空航天大學（宋體，小三號，居中）2010年6月摘 要機械制造工藝學課程設(shè)計是學習完機械制造工藝學以及相關(guān)課程之后的一個實踐性教學環(huán)節(jié)，通過該課程設(shè)計將在課堂上學習的相關(guān)理論知識具體地應用到一個零件的工藝過程設(shè)計上。該課程設(shè)計主要內(nèi)容是連桿零件的機械制造工藝規(guī)程設(shè)計和鉆夾具設(shè)計。首先對連桿零件進行工藝分析，選擇毛坯類型并設(shè)計毛坯，劃分工藝路線要考慮以下因素：零件表面加工方法的選擇、定位基準的選擇、加工階段的劃分、工序的集中與分散、

2、加工順序的安排、熱處理及輔助工序的安排等。然后進行工序設(shè)計，主要包括以下內(nèi)容：機床的選擇、夾具的選擇、刀具的選擇、量具的選擇、確定工序余量與計算工序尺寸。鉆夾具設(shè)計從分析指定工序的加工要求和定位基準出發(fā)，確定定位方案和設(shè)計定位元件，確定夾緊方案和設(shè)計夾緊裝置，確定刀具的對刀引導方式和選擇刀具的對刀引導元件，確定夾具的安裝方案和選擇安裝元件，協(xié)調(diào)各元件確定總體布局及設(shè)計夾具體，繪制夾具圖并標注相關(guān)尺寸等。關(guān)鍵詞：連桿零件；工藝規(guī)程設(shè)計；夾具設(shè)計*任務書裝訂在本頁之前Title of Paper (in English)AbstractHere is the text of the abstrac

3、t. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the a

4、bstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of

5、 the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the t

6、ext of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is

7、 the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. H

8、ere is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstr

9、act. Here is the text of the abstract. Here is the text of the abstract.Keywords: keywords1; keywords2; keywords3; keywords4符 號 表a長度長度長度長度長度長度長度mw速度m/sc光速光速光速光速光速光速光速光速m/s系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)p0環(huán)境壓力環(huán)境壓力環(huán)境壓力環(huán)境壓力MPa效率vf流體速度流體速度流體速度流體速度m/s如沒有符號表，請將此頁內(nèi)容刪除。目 錄1 三維造型及二維圖紙的生成11.1 零件三維造型11.1.1 CAD/CAM軟件的選擇11.1

10、.2 零件結(jié)構(gòu)分析11.1.3 零件造型11.2 生成二維工程圖12 連桿工藝過程設(shè)計說明22.1 設(shè)計工藝路線22.1.1 零件的工藝分析22.1.2 毛坯設(shè)計32.1.3 零件材料及切削加工性52.1.4 表面加工方法的選擇52.1.5 定位基準的選擇52.1.6 加工階段劃分62.1.7 加工順序和熱處理及輔助工序安排62.1.8 連桿的加工路線62.2 工序設(shè)計72.2.1 工序加工尺寸的確定72.2.2 工序15機床和工藝裝備選擇103 鉆床夾具設(shè)計（用于工序15）123.1 工序的要求123.2 定位方案與定位元件設(shè)計123.3 夾緊方案與夾緊元件設(shè)計133.4 對刀裝置設(shè)計133

11、.5 夾具體與夾模板設(shè)計133.6 夾具的誤差分析144 數(shù)控編程（工序20）164.1 設(shè)置加工環(huán)境164.2 粗加工編程164.3 精加工編程164.4 生成G代碼程序16參考文獻17致 謝18附錄 參數(shù)表19附錄 程序清單20*整個文檔編輯完成后，在標題域內(nèi)點擊右鍵更新域更新整個目錄確定，即完成目錄的更新。裝訂前注意檢查一下文檔內(nèi)容。1 三維造型及二維圖紙的生成根據(jù)零件加工表面的復雜程度、數(shù)值處理的難易程度等因素，數(shù)控編程方法可以分為手工編程和自動編程。加強口框這樣的結(jié)構(gòu)件適合自動編程。自動編程要選擇一種合適的CAD/CAM軟件，進行三維造型，然后生成刀軌。1.1 零件三維造型1.1.1

12、 CAD/CAM軟件的選擇1.1.2 零件結(jié)構(gòu)分析1.1.3 零件造型1.2 生成二維工程圖2 連桿工藝過程設(shè)計說明可以參照P87-88，如：零件的機械加工工藝規(guī)程是從毛坯出發(fā)，包括一系列機械加工工序、熱處理工序、以及檢驗等輔助工序。它是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，也是生產(chǎn)準備和計劃高度的主要依據(jù)。設(shè)計工藝規(guī)程的最基本的技術(shù)依據(jù)為：零件圖及技術(shù)條件；生產(chǎn)類型；現(xiàn)場條件。連桿零件為中批量生產(chǎn)。2.1 設(shè)計工藝路線設(shè)計工藝路線時要對被加工零件進行分析，選擇毛坯，選擇表面的加工路線，選擇定位基準，安排加工順序，組合工序以及確定輔助工序位置。2.1.1 零件的工藝分析連桿零件主要技術(shù)要求如圖1.1所示

13、。圖2.1 連桿零件示意圖說明零件的工作狀態(tài)及工作條件 該零件是摩托車發(fā)動機連桿，其大端孔與曲軸連接，小端孔與活塞通過圓柱銷連接，將活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動：連桿在發(fā)動機的工作行程中將作用于活塞頂部的膨脹氣體的壓力傳給曲軸，在進氣、排氣和壓縮行程時，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞。氣體的壓力在連桿內(nèi)引起很大的壓縮應力和縱向彎曲應力，活塞和連桿本身的慣性力則在連桿橫斷面上引起拉伸應力和橫向彎曲應力，而且這些受力的情況是急劇地改變的，所以連桿工作條件的特征是承受接近于沖擊性質(zhì)的變動負荷。因此，連桿應具有高的疲勞強度，在制造毛坯時應使金屬纖維的方向合適排列。連桿的主要表面為大小頭孔及兩個端面。大

14、小頭孔的精度介于IT7IT6之間，圓度與圓柱度分別為0.00250.003mm，表面粗糙度Ra0.4，最后的加工方法應采用磨削。兩平面的表面粗糙度為Ra0.8，最后的加工方法應采用磨削。兩孔中心距為80±0.1，可以通過一次安裝鉆削兩孔來保證。大頭孔對平面垂直度0.01mm，兩孔中心線平行度0.02mm，可以通過以平面為基準磨削兩孔來保證。為了耐磨，兩平面與兩孔要求滲碳淬火，安排在磨削之前。其它表面采用鍍銅保護。2.1.2 毛坯設(shè)計可以參照P89-90及工藝人員手冊關(guān)于毛坯的有關(guān)內(nèi)容毛坯的種類有鑄件、鍛壓件、焊接件、型材和板材。毛坯選擇錘上模鍛件。模鍛件圖是制訂變形工藝、設(shè)計鍛模、計

15、算坯料和檢驗鍛件的依據(jù)。設(shè)計模鍛件圖主要考慮分模面、加工余量和鍛造公差、模鍛斜度、圓角半徑、沖孔連皮等因素。1. 分模面的選擇模鍛件分模面位置的選擇，對于鍛件質(zhì)量、模具加工、工步安排和金屬材料的消耗等都有很大影響。分模面的選擇要考慮如下原則：鍛件從模膛中能順利取出。金屬易于充滿模膛。簡化模具制造。能及時發(fā)現(xiàn)錯模。減少余塊，節(jié)約金屬材料?？紤]到上述原則，連桿模鍛件的分模面選在上面兩平面的對稱平面上。圖2.2 連桿模鍛件毛坯圖2. 確定加工余量和鍛造公差毛坯余量有兩種確定方法，一種是按鍛造規(guī)范查表確定；另一種是通過工序切削余量確定總余量，這里采用的是后一種（計算方法后面敘述）。鍛造公差按噸位法查表

16、確定，鍛鍾噸位為1噸。3. 確定模鍛斜度為便于金屬充滿模膛及從模膛中取出鍛件，鍛件上與分模面垂直的鍛件表面必須附加斜度，鍛件外壁上的斜度稱外模鍛斜度，內(nèi)壁上的斜度稱為內(nèi)模鍛斜度。經(jīng)查表，模鍛斜度為5°。4. 圓角半徑鍛件內(nèi)圓角的作用是減少鍛造時金屬流動的磨擦阻力，避免鍛件被撕裂或纖維組織被拉斷，減少模具的磨損，提高使用壽命。避免模具在熱處理或鍛造過程中因應力集中而導致開裂。外圓角半徑為：R2內(nèi)圓角半徑為：R3R42.1.3 零件材料及切削加工性20CrMnTi化學成份如表1.1所示。該材料廣泛用作滲碳零件，在汽車、拖拉機工業(yè)用于截面在30mm以下，承受高速、中或重負荷以及受沖擊、磨擦

17、的重要滲碳零件。也可以調(diào)質(zhì)后使用，熱處理變形小。表2.3 20CrMnTi化學成份CSiMnCrTi0.170.230.170.370.801.101.001.300.040.10表2.4 20CrMnTi與45鋼機械性能比較抗拉強度/MPa屈服強度/MPa伸長率/%收縮率/%沖擊值退火或高溫回火硬度/HB20CrMnTi108083510455521745600355164039197-22920CrMnTi機械性能如表1.2所示。其切削加工性比45鋼稍差，加工時，鉆、擴鉸、銑刀具材料選用鈷高速鋼W2Mo9Cr4VCo8；砂輪磨料選用白剛玉。2.1.4 表面加工方法的選擇可以寫一些有關(guān)選擇原

18、則，參照P90-91，工藝人員手冊相關(guān)部分根據(jù)表面本身精度和表面質(zhì)量要求，并考慮各因素，選擇加工路線。大頭孔22.05，公差為0.012，精度高于IT6（IT6為0.013）, 圓度與圓柱度為0.003mm，表面粗糙度Ra0.4，加工路線為：鉆擴鉸磨。小頭孔14，公差為0.012，精度接近IT6（IT6為0.011）, 圓度與圓柱度為0.0025mm，表面粗糙度Ra0.4，加工路線為：鉆擴鉸磨。上下兩平面，尺寸精度為0.1，精度略高于IT11（IT11為0.11）,表面粗糙度為Ra0.8，加工路線為：銑磨。2.1.5 定位基準的選擇可以寫一些有關(guān)選擇原則，參照P92-95，工藝人員手冊相關(guān)部分

19、1. 粗基準的選擇寫一些有關(guān)選擇原則選擇外圓為粗基準。2. 精基準的選擇寫一些有關(guān)選擇原則大小頭孔中心線有尺寸要求，加工時一次安裝，鉆兩孔。大頭孔對平面有垂直要求，小頭孔對大頭孔有平行要求，精加工時，對平面為定位基準，加工大頭孔，保證垂直度0.01，加工小頭孔，保證垂直0.01，間接保證了小頭孔軸線對大頭孔軸線平行度0.02。2.1.6 加工階段劃分可以寫一些有關(guān)選擇原則，參照P95-97，工藝人員手冊相關(guān)部分滲碳淬火前為粗加工階段，滲碳淬火后為精加工階段。2.1.7 加工順序和熱處理及輔助工序安排可以寫一些有關(guān)選擇原則，參照P98-100，工藝人員手冊相關(guān)部分根據(jù)基準先行的原則，粗加工階段和

20、精加工階段，都要先加工平面。滲碳淬火安排在磨削之前。磨削加工后安排磁力探傷，發(fā)藍。粗加工后安排檢驗，磨削用安排最終檢驗。2.1.8 連桿的加工路線連桿的加工路線如表1.3所示。表2.5 加工路線工序號工序名稱設(shè)備類型型號夾具0毛坯5銑平面銑床XA6040A平口鉗10磨平面平面磨床MM7112磁力吸盤15鉆擴鉸孔立式鉆床Z5125A鉆床夾具20锪倒角立式鉆床Z5125A鉆床夾具25中間檢驗30滲碳淬火35磨平面平面磨床MM7112磁力吸盤40磨小頭孔內(nèi)圓磨床MB215A專用夾具45磨大頭孔內(nèi)圓磨床MB215A專用夾具50終檢55磁力探傷60清洗65發(fā)藍2.2 工序設(shè)計工序設(shè)計內(nèi)容包括：選擇機床和

21、工藝裝備，確定加工余量，選擇工序工準，計算工序尺寸及公差。有時還需要確定切削用量，計算工時定額。2.2.1 工序加工尺寸的確定1. 主要表面徑向尺寸的確定最后一道工序的基本尺寸和公差取自零件上的設(shè)計尺寸。除最后一道工序，其它工序的基本尺寸，由它后道工序的基本尺寸加（減）余量計算，精度取自經(jīng)濟加工精度?？梢詫懸恍┯嘘P(guān)余量的選擇原則，參照P101-104，工藝人員手冊相關(guān)部分確定余量的方法一般有分析計算法、查表法、經(jīng)驗選擇法。大端孔22.05加工路線為：鉆（工序15）擴（工序15）鉸（工序15）磨孔（工序40）。工序加工尺寸計算結(jié)算如表1.4。表2.6 大頭孔各工序加工尺寸工序名稱工序余量（雙邊）

22、經(jīng)濟精度工序尺寸及偏差磨孔（工序40）0.250.01222.05+0.012鉸孔（工序15）0.140.021(IT7)21.8+0.021擴孔（工序15）1.660.052(IT9)21.66+0.052鉆孔（工序15）0.21(IT12)20+0.2114孔，轉(zhuǎn)化為入體原則標注為14.995+0.012，加工路線為：鉆（工序15）擴（工序15）鉸（工序15）磨孔（工序45）。工序加工尺寸計算結(jié)算如表1.5。表2.7 小頭孔各工序加工尺寸工序名稱工序余量（雙邊）經(jīng)濟精度工序尺寸及偏差磨孔（工序40）0.20.01213.995+0.012鉸孔（工序15）0.0950.018(IT7)13.

23、795+0.018擴孔（工序15）1.70.043(IT9)13.7+0.043鉆孔（工序15）0.27(IT12)12+0.272. 主要表面軸向尺寸的確定兩孔中心距80±0.1，一次安裝，分別鉆擴鉸兩孔，由夾具保證。大頭也對端面的垂直度，以平面為定位基準磨削大頭孔，保證垂直度0.01，符合互為基準原則。以平面定位基準磨削小頭孔，保證垂直度0.01，間接地保證了小頭孔對大頭的平行度0.02。上下平面尺寸11.8±0.05（IT11）是兩表面間的位置尺寸，即工序尺寸。下面對兩平面加工尺寸計算進行說明。其加工路線為：銑一面（工序05）銑另一面（工序05）粗磨一面（工序10）粗

24、磨另一面（工序10）精磨一面（工序35）精磨另一面（工序35）。加工尺寸計算結(jié)算如表1.6。表2.8 45m6外圓各工序加工尺寸工序名稱工序余量（雙邊）經(jīng)濟精度工序尺寸及偏差精磨另一面（工序35）0.1IT8（0.028）11.8±0.014精一面（工序35）0.1IT8（0.028）11.9±0.014粗磨另一面（工序10）0.2IT9（0.043）12±0.022粗磨面（工序10）0.2IT9（0.043）12.2±0.022銑另一面（工序5）1.5IT12（0.18）12.4±0.09銑另一面（工序5）1.5IT12（0.18）13.9&

25、#177;0.09毛坯15.410.9+0.0105T11.025+0.0060.6+0.3大頭孔尺寸鏈孔軸線3. 滲碳層尺寸計算兩平面與大小頭孔表面要求滲碳，滲碳層深度要求0.30.9，需要計算出滲碳工序的滲碳層深度。大頭孔滲碳尺寸鏈如圖所示：封閉環(huán)：0.6+0.3增環(huán)：T；10.9+0.0105減環(huán)：11.025+0.0067.3975+0.009T7.4975+0.0060.6+0.3小頭孔尺寸鏈孔軸線大頭孔滲碳尺寸鏈如圖所示：封閉環(huán)：0.6+0.3增環(huán)：T；7.3975+0.009減環(huán)：7.4975+0.0066±0.011T5.9±0.0070.6+0.3兩平面滲

26、碳尺寸鏈兩平面對稱面端面滲碳尺寸鏈如圖示：封閉環(huán)：0.6+0.3增環(huán)：T；5.9±0.007減環(huán)：6±0.011取上述三個計算結(jié)果的交集，滲碳工序滲碳深度為0.7310.982。2.2.2 工序15機床和工藝裝備選擇1. 機床選擇寫一些有關(guān)選擇原則，參照P100，工藝人員手冊相關(guān)部分選擇Z5125A立式鉆床，主要技術(shù)指標如下：最大鉆孔直徑：25mm；主軸行程：200mm；主軸端面至工作臺距離：710mm；主軸轉(zhuǎn)速：502000r/min；進給量：0.0561.8mm/r；主軸莫氏錐度號：3；主電動機功率：2.2kW；工作臺尺寸：550*400。2. 工藝裝備選擇夾具為鉆床專

27、用夾具。刀具材料為鈷高速鋼。量具用塞規(guī)。3 鉆床夾具設(shè)計（用于工序15）這時應該對專用夾具做一說明，可以參照P14來寫專用夾具的設(shè)計過程可以參照P82來寫3.1 工序的要求本工序要保證兩孔本身尺寸精度：21.8+0.021（H7）和14.795+0.018（H7），位置尺寸要求：80±0.1，兩孔軸線與平面垂直。本工序除沿Z向自由度不需要限制外，其它5個自由度都需要限制。3.2 定位方案與定位元件設(shè)計定位方案如圖2.1所示。平面限制工件3個自由度，固定V型限制工件2個自由度，活動V型塊限制工件1個自由度。兩個支撐套筒安裝后，在平面磨床上一次磨平。在工藝手冊中查出V型塊尺寸，及安裝位置

28、，計算出尺寸F圖3.1 夾具的定位和夾緊方案3.3 夾緊方案與夾緊元件設(shè)計如圖2.1所示，使用螺栓、鋼球、半圓鍵結(jié)構(gòu)實現(xiàn)夾緊。在鉆削時，工件主要承受向下的軸向力和扭矩，水平向右的力很小，該機構(gòu)可以實現(xiàn)可靠夾緊。學生可以設(shè)計其它的夾緊機構(gòu)3.4 對刀裝置設(shè)計對刀裝置如圖2.2所示。本工序要求鉆擴鉸，所以用快換鉆套。鉆套引導孔尺寸如下：分別計算鉆孔用鉆套、鉸孔用鉆套引導孔尺寸，確定尺寸S，參照P78圖3.2 夾具的對刀引導元件3.5 夾具體與夾模板設(shè)計夾具體是用來連接夾具上各元件使之成為一個整體的基礎(chǔ)件，材料為HT150（150是指抗拉強度150250MPa）。鉆模板是安裝鉆套用的，與夾具體做為一

29、體，用銷釘定位，螺栓緊固為一體，材料為HT150，鉆套與鉆模間要加襯套。3.6 夾具的誤差分析下面對影響工序尺寸80±0.1的誤差環(huán)節(jié)進行說明。兩孔中心距是一次安裝保證的。兩底孔的尺寸誤差80±0.005是一個影響因素。因為鉸鉆孔不能修正位置精度，因此以鉆孔為依據(jù)進行計算。1. 大頭孔的引導誤差鉆頭與快換鉆套最大配合間隙：1max=0.021+0.02+0.021=0.061快換鉆套內(nèi)外圓的徑向跳動公差：T1=0.002刀具末端的偏斜：X=0.061*(15+11+9)/18=0.118固定襯套與快換鉆套配合最大間隙35H7/g6：2max=0.025+0.009.0.016=0.05大端孔的引導誤差：對刀大= 2max + T1+2X=0.05+0.002+0.118=0.17圖3.3 鉆套對刀誤差2. 小頭孔的引導誤差鉆頭與快換鉆套最大配合間隙：1max=0.018+0.016+0.018=0.052快換鉆套內(nèi)外圓的徑向跳動公差：T1=0.002刀具末端的偏斜：X=0.052*(15+11+