盘形零件数控编程方法研究

XXXX大学

本科毕业设计(论文)

题目：盘形零件数控编程方法研究

系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 1230203 学 生： XXXX 学 号： 123020323 指导教师： XXXX

2011年05月

毕业设计（论文）任务书

系别 机电信息系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 1230203 姓名 XXXX 学号 123020323 1.毕业设计（论文）题目： 盘形零件数控编程方法研究 2.题目背景和意义：CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成成分,它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。盘形零件是一种典型的复杂外形零件，往往具有回转的外

形表面和内孔。研究盘形零件的数控编程方法对实际生产有指导意义。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： （1）典型盘形零件结构分析 （2）制定盘形零件工艺路线 （3）针对盘形零件粗、精加工制定加工方案 （4）针对盘形零件数控编程

4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 第1周－第3周：查阅资料，完成基础知识的积累和开题报告。 第4周－第7周：典型盘形零件结构分析。 第7周－第10周： 制定盘形零件工艺路线、加工方案。 第11周－第14周：针对盘形零件数控编程 第15周－第16周：完成毕业论文。

5.毕业设计（论文）的工作量要求 不少于15000字 *

① 实验（时数）或实习（天数）： 无

*

② 图纸（幅面和张数）： A0图纸1张机床夹具装配图 ③ 其他要求： 参考文献不少于 15篇（其中文期刊文献不少于5篇，外文文献不少于3篇，其中一篇外文文献原文作为翻译对象完成不少于1000词的英文翻译）

指导教师签名： 年 月 日

学生签名： 年 月 日

系主任审批： 年 月 日 说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。

2 带*项可根据学科特点选填。

盘形零件数控编程方法研究

摘 要

本课题研究盘形零件数控编程方法，首先通过对零件的分析，了解工件的结构形式，了解具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法，再拟定较为合理的工艺规程，充分体现质量、生产率和经济性的统一。

盘形零件的加工体现在对材料的选择、刀具的选择、工装夹具、定位元件、基准的选择、定位方式、对刀、工艺路线拟定、程序的编制、数控车、数控铣等。本论文说明了机械加工工艺设计的主要内容、数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点、数控刀具的要求与特点、数控刀具的材料、选择数控刀具时应考虑的因素、工件的安装、定位误差的概念和产生的原因、数控车床的主要加工对象、数控车床的坐标系、零件图形的数据处理及编程尺寸设定值的确定、工步的安排、切削参数的选择、数控铣床的主要加工对象等。全面审核投入生产制造中，其中盘形零件数控加工工艺分析、装夹、基准的选择、工艺路线的拟定、程序的编制既是重点又是难点。

机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率，本课题在设计的过程当中，深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术。

关键词：数控机床；工夹刀具；机械加工工艺；数控编程；机床夹具

I

The research of Disk-shaped parts programming

Abstract

The subject is disk-shaped parts programming. Firstly, the essay analyzes the parts and knows about structure and specific requirements in technology. Secondly, it chooses a reasonable way of the surface of all kinds of workpiece. Thirdly, it designs a more reasonable process panning which can show the united of quality, product rate and economy.

The process of disk-shaped parts shows the following aspects: the choice of material and tools, fixture, positioning components, the choice of foundation, the way to position, the design of knife and routing, NC, CNC milling. The dissertation shows the main design content in mechanic process, the difference and features of technology and programming of Digital-controlled Processing and normal-controlled Processing, the requirements, features and materials of the Numercial Control Cutter, the factors, the design of workpiece ,the concept and reason of positioning error when choosing the Numercial Control Cutter, the coordinates of NC, the choice of cutting parameters. In all the process, the analysis of disk-shaped parts clapping, the choice of foundation is the important and difficult point.

The design of fixture is an important part in the design of process equipment. In the whole process, fixture needs to be assured the location accuracy besides clamping. This subject absorbs the advanced technology both from china and foreign countries.

Key Words: CNC machine tools; machine process; NC programming; fixture

II

主要符号表

kr 主偏角

?0 前角

?0

?p ns tm ?f

ae

Z ? G Kv T ?? M Ra III

后角

背吃到量

主轴转速 切削工时 每齿进给量 铣削宽度

铣刀齿数 切削速度 准备功能指令

修正系数 刀具耐用度 刀尖圆弧半径 辅助功能指令 表面粗糙度

目 录

1 绪论 ................................................................................................................................... 1

1.1概述 .................................................................................................................................. 1 1.2国内外技术状况及发展前景 .......................................................................................... 1 1.2.1数控编程技术概况 .................................................................................................... 1 1.2.2数控编程技术的发展 ................................................................................................ 3 1.2本文主要研究内容 .......................................................................................................... 3 1.3论文的主要研究内容 ...................................................................................................... 4

2 盘形零件的工艺分析 ................................................................................................... 5

2.1盘形零件的外形分析 ...................................................................................................... 5 2.2盘形零件的工艺分析 ...................................................................................................... 6 2.2.1复杂盘形零件毛胚的选择 ........................................................................................ 6 2.2.2盘形零件加工方法的选择 ........................................................................................ 7

3 盘形零件加工方案和加工余量的确定 .................................................................. 9

3.1盘形零件加工方案 .......................................................................................................... 9 3.2盘形零件加工余量的确定 ............................................................................................ 11

4 切削用量与基本工时的确定 ................................................................................... 13

4.1盘形零件切削用量及基本工时 .................................................................................... 13 4.1.1工序1：粗车端面D ............................................................................................... 13 4.1.2工序2：粗铣端面A、内槽F ................................................................................ 14 4.1.3工序3：粗、半精镗内孔E ................................................................................... 15 4.1.4工序4：粗车外轮廓 ............................................................................................... 16

5 盘形零件精加工部分的数控编程 ......................................................................... 18

5.1数控编程 ........................................................................................................................ 18 5.2数控加工程序 ................................................................................................................ 21 5.2.1车左端面 .................................................................................................................. 21 5.2.2铣右端面及内槽 ...................................................................................................... 22 5.2.3从右至左半精车外轮廓 .......................................................................................... 23

6 车床专用夹具设计 ..................................................................................................... 24

i

6.1设计要求 ........................................................................................................................ 24 6.2夹具设计 ........................................................................................................................ 24 6.2.1定位基准的选择 ...................................................................................................... 24 6.2.2切削力及夹紧力的计算 .......................................................................................... 24 6.3定位误差分析 ................................................................................................................ 25 6.4夹具设计及操作的简要说明 ........................................................................................ 26

7 结论 ................................................................................................................................. 29 参考文献 ............................................................................................................................... 30 致 谢 .................................................................................................................................... 32 毕业设计（论文）知识产权声明 ................................................................................ 33 毕业设计（论文）独创性声明 ..................................................................................... 34 附录1机械加工工艺过程卡片 附录1机械加工工序卡片

ii

1 绪论

1 绪论

1.1概述

毕业设计是我们在大学学完了全部的基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的链接，一次全面系统性的复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。毕业设计做的好也是对自己能力的提升与肯定。

就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己的未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、研究问题、解决问题的能力，为以后进入工作岗位准备条件，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。

1.2国内外技术状况及发展前景

1.2.1数控编程技术概况

随着电子技术的发展，数控（NC）系统有了较大的发展，从硬件数控发展成计算机数控（Computer Numerical Control,CNC）。CNC与NC系统的主要区别在于，CNC机床采用专用的或通用的计算机控制，系统软件常驻内存中，零件加工程序可以输入到内存中[1]。只要改变计算机的控制软件，就能实现一种新的控制方式，从而加工出一种新的工件。数控编程技术已经涉及制造工艺、计算机技术、数学、计算机几何、微分几何、人工智能等众多学科领域知识，它所追求的目标是如何有效的获得满足各种零件加工要求的高质量数控加工程序，以便充分发挥数控机床的性能、获得更高的加工效率与加工质量。数控编程的主要内容包括：分析加工要求并进行工艺设计，以确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立工件的几何模型、计算加工过程中刀具相对工件的运动轨迹或机床运动轨迹；按照数控系统可接受的程序格式，生成零件加工程序，然后对其进行验证和修改，直到得到合格的加工程序[2]。

所谓数控编程，就是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移与方向以及其它辅助动作（换刀、冷却、加紧等），按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编制加工程序单（相当于普通机床的工艺过程卡），再将程序单中的全部内容记录在控制介质上（如穿孔带，磁带等）然后输给数控装置，从而指挥数控机床加工[3]。这种从零件图纸到制成控制介质的过程称为数控加工的程序编制。在数控电子技术的快速发展的基础上，至今已经历了手工编程、 语言自动编程和图形交互式自动编程三个发展阶段[4]。数控编程的一般过程如下图所示：

1

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分确编制 析定数写备 程 首 零件图 零 工 值 程 控 机床序 件

加工 件艺计序制检 试 图过算 单 介验 切 纸 程 质

图1.1 程序编制全过程

对于几何形状不太复杂的简单零件，计算简单,加工程序不多，采用手工编程较容易实现，手工编程就是如图1.1所示程序编制的全过程。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有的甚至无法编出程序，因此必须用自动编程的方法编制程序[5]。语言自动编程与手工编程相比，提高编程效率数倍乃至数十倍，但它必须对要加工的每一个几何体作精确的描述和定义，而某些复杂的几何图形几乎难以用语言来精确描述，在三维加工领域更是这样。特别是当今 CAD技术的蓬勃发展更衬托出这种编程方法的不适应性，于是 20世纪 80年代后期就进入了基于图形的图形交互式自动编程阶段[6]。图形化编程所需要的零件图在 CAD /CAM系统中由 CAD软件产生，数控编程者可利用 CAD软件进行建模，构建出零件几何形状，然后对零件图样进行工艺分析，确定加工方案，利用软件的计算机辅助制造 (CAM)功能,完成工艺方案的制订、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，指定被加工部位和参考面，程序就自动计算出刀具的加工路径并生成刀位轨迹文件，还可模拟加工状态，显示刀具路径和刀具形状以检验走刀轨迹，如有错误，可立即修正。利用后处理功能可生成指定数控系统用的数控加工程序。因此我们把这种自动编程方式称为图形交互式自动编程，图形编程方式大大减小了编程出错率，提高了编程效率和可靠性[7]。

数控加工技术已得到广泛应用 ,如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息[8]。对于简单的零件，通常采用手工编程的方法；对于复杂的零件，往往需要借助于 CAM软件编制加工程序，以缩短编程人员的编程时间，提高程序的正确性和安全性 ,降低生产成本 ,提高工作效率[9]。

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1.2.2数控编程技术的发展

CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成成分,它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一[10]。目前，应用较为广泛的数控编程系统有APT-Ⅳ/SS、CADAM、CATIA、EUKLID、UG、INTERGRAPH、Pro/Engineering、MasterCAM等，这些系统的数控编程都比较强，各有特色。国内西北工业大学、华中理工大学等开发的图形编程系统如NPU/GNCP和InterCAM也具有2.5D零件加工和雕塑曲面多轴加工等功能，达到了实用化程度[11]。

1946年在美国诞生了世界上第一台电子计算机。1952年，计算机技术应用到了机床上，在麻省理工学院（M IT）诞生了第一台数控机床。从此，数控机床的发展日新月异，到今天已经经历了两个阶段和六代：1952-1970年为数控（NC）阶段，这阶段划分为三代，即第一代电子管（1965年）[12]。自1970年起，小型计算机用于数控系统，数控技术进入计算机数控（CNC）阶段，这是第四代数控；1974年进入第五代数控，其特征为微处理器用于数控。

前五代虽然解决了许多制度问题，但均属于封闭式结构的数控系统。随着现代制造技术的发展，对数控系统提出了越来越高的要求。新型的数控系统应能运用于各种计算机软硬件平台上，并提出统一风格的用户交互环境，以便用户的操作、维护和更新换代

[13]

。还应能在普及型个人计算机的操作系统上，简便地应用系统所配置的软件模块和硬

件运动控制插件卡；机床制造商和用户能够方便的进行软件开发，追加功能和实现功能的个性化，使CNC系统具有PC的高手分析能力，大容量存储功能，各种软件的支撑，图文显示的优势以及联网的灵活性，显然，封闭式结构的CNC系统根本无法满足这些要求[14]。在这种情况下，基于PC的第六代数控系统—开放式数控系统便应运而生。

1.2本文主要研究内容

盘型零件是机械加工中常见的典型零件之一，它的应用范围很广。通过对盘型零件的数控编程研究可以基本掌握数控加工工艺的基础知识，盘型零件加工编制的过程、编程语言和典型零件加工程序的一般编写方法。数控加工编程功能模块功能包括图形几何造型、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑、加工仿真等。

仿真系统具备对数控机床操作全过程和加工运行环境仿真的功能，通过仿真软件的模拟可以明确的分析出加工方案的错误和不足之处以避免在实际生产中由于错误方案导致成本的提高和材料的浪费[15]。

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1.3论文的主要研究内容

本文共分为六章，各章的安排及内容如下： 第一章 绪论

本章从四个方面介绍了与课题有关的内容。第一节说明了论文的背景和意义。第二节阐述了数控编程技术的国内外技术状况及发展前景。第三节介绍了课题研究的主要内容及开展的工作。第四节提出论文的主要内容。

第二章 盘形零件的工艺分析

分析所加工的复杂盘形零件的外形特点，分析零件的机械加工工艺，研究出零件最适合的一种机械加工工艺方案，然后确定出盘形零件的工艺和工装夹具的确定。

第三章 盘形零件加工方案和加工余量的确定

选择合适的加工方法、刀具等，在普通机床上对零件外形的和尺寸精度进行的粗加工，为实现盘形零件各个表面对粗糙度的要求，与尺寸精度要求在数控机床上实现对零件的最终精加工。

第四章 切削用量与基本工时的确定

通过查阅机床切削手册与切削用量手册确定个加工工步的切削用量，切削所需的基本工时以及机床主轴转速等。

第五章 盘形零件精加工部分的数控编程

针对盘形零件精加工部分的数控技术要求，选择合适的数控机床、刀具以及数控指令对盘形零件进行数控编程。

第六章 车床专用夹具体设计

设计夹具体的装配图，针对设计内容进行相关计算。

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2 盘形零件的工艺分析

2 盘形零件的工艺分析

题目所给定的盘形零件是机械加工中常见的典型零件之一，它的应用范围很广。通过对盘形零件的数控编程方法的研究可以基本掌握数控加工工艺的基础知识和盘形零件工艺路线的制定、编程语言和典型零件加工程序的一般编写方法[16]。下面分节说明盘形零件的工艺特点。

2.1盘形零件的外形分析

端盖零件带有回转面和内孔，外部有环形结构、圆弧和倒角，其中内孔的表面精度要求较高为1.6其余各处表面精度均为3.2。为了更好的分析复杂腔槽零件的外形特点，该零件的各个方位三维实体图如下给出：

（a） 盘形零件主视图 （b） 盘形零件左视图

图2.1 盘形零件三维结构视图

图2.2 盘形零件二维机构视图

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2.2盘形零件的工艺分析

2.2.1复杂盘形零件毛胚的选择

确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，考虑到零件在工作过程中的受力情况，结构复杂且具有一定的强度、刚度、抗振性及良好的切削加工性，因此采用铸件[17]。铸件毛坯内残余较大的内应力，所以加工前均应进行去应力退火，由于该零件采用大批量生产而且轮廓尺寸不大因此采用金属型机器铸造。这对于提高生产率保证加工质量也是有利的。灰铸铁（HT150），

由《实用机械加工工艺手册》表4-71，可得力学性能见表2.1：

表2.1 铸件的力学性能

牌号 铸件壁厚 HT150 2.5-10

10-20 20-30 30-50

最小抗拉强度 175 145 130 120

硬度 H175

铸件硬度范围 150-200

金相组织 铁素体+珠光体

灰铸铁的一般工作条件：

承受中等载荷的零件，摩擦面间的单位面积压力不大于490KPa。 毛坯的热处理

灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基本的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。毛坯图样如下：

图2.3 毛坯零件三维结构视图

（a）毛坯零件主视图 （b）毛坯零件左视图

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图2.4 毛坯零件二维结构视图

2.2.2盘形零件加工方法的选择

该盘形零件，从它的外形特征和加工精度考虑，应分为粗加工和精加工两个阶段来加工。零件的中间部分是腔槽类零件的主要体现，应粗加工加工出外形，再用精加工来达到其表面粗糙度的要求[18]。

中间部分是内槽与通孔，从经济效益方面和加工难易程度方面考虑，选择在普通铣床上加工，左右两侧部分，有不规则圆弧与倒角此次设计的主要内容是对盘形零件的精加工部分进行数控编程设计，以达到零件的精度要求。基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理可以保证加工质量，提高生产率，否则就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件的大批量报废，使生产无法进行[19]。

粗基准的选择。对于本零件来说可以毛坯零件的内孔轴线作基准，用三爪自定心卡盘对工件进行定位加紧，限制工件的六个自由度达到完全定位。

精基准的选择。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。对于此零件采取基准重合的原则进行加工，所以不存在基准不重合出现的误差。

制定工艺路线。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的为大批量生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工件夹具，并尽量使工序集中来提高生产率[20]。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。加工阶段按照加工性质和作用的不同，工艺过程分为两个阶段：

粗加工阶段。粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后及精加工创造较好的条件，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，时得工件产生的内应力和变形大，所以加工精

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度低，粗糙度大。一般粗加工登记为IT11～IT12，粗糙度为Ra80～100um。

半精加工阶段。半精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求，另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。半精加工应采用高精度的机床小的切削用量，工序变形小，有利于提高加工精度，半精加工精度一般为IT8～IT9，表面粗糙度为Ra3.2～1.6um。

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3 盘形零件加工方案和加工余量的确定

3 盘形零件加工方案和加工余量的确定

3.1盘形零件加工方案

盘形零件的加工方案是保证能够达到零件所需尺寸精度、位置精度以及形状精度的基础上所进行的一项优化处理，选择最适合的一种方案使得在加工中保证零件加工中的优质、高产、低消耗[21]。典型的表面加工方案如下表

表3.1 典型表面加工方案

外圆表面加工 经济精度级 粗车-半精车 内孔加工 粗镗-半精镗 平面加工 粗车-半精车 粗铣-精铣

IT8-IT9 IT9 IT8-IT9 IT8-IT10

表面粗粗糙度Ra/um 6.3～3.2

适用范围 淬火钢以外的各种金属

3.2～1.6 淬火钢以外各种材料 6.3～3.2 6.3～1.6

端面 一般不淬硬平面

根据以上参考及零件加工精度的要求及零件的毛坯尺寸与最终尺寸现设计以下三种方案：

图3.1 铸件毛坯图 图3.2 零件图

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工艺路线方案一：

表3.2 工艺路线方案一

工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10 工序11

粗车端面A 粗、半精镗内孔E 粗车端面D

以E为基准粗车外轮廓 粗铣F的内槽 调质 半精车端面A 半精车端面D 精铣内槽F 半精车外轮廓 检验

工艺路线方案二：

表3.3 工艺路线方案二 工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10 工序11 工序12

粗镗内孔E 粗车端面A 粗车端面D 粗车外轮廓 粗车内槽F 调质处理 半精镗内孔E 半精车端面A 半精车端面D 半精车外轮廓 精铣F内槽 检验

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工艺路线方案三：

表3.4 工艺路线方案三

工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9

粗车端面D 粗铣端面A、内槽F 粗、半精镗内孔E

以内孔E为基准粗车外轮廓 调质处理 半精车端面D 精铣端面A、内槽F 半精车外轮廓 检验

工艺方案优劣点的比较分析：

上述三个方案的特点在于：方案一是先加工端面与内孔，然后以此为基准加工其它部分。方案二是先加工孔，然后以孔为基准加工外轮廓、以及端面。方案三是以轴线为中心先加工端面，然后以端面定位加工孔，以孔为基准加工外轮廓。以上三个方案中，前两道方案无形中增加了加工工序，且经常变换加工基准导致误差增加、成本增加，加工效率降低而方案三采用互为基准的原则既降低了加工工时，还提高了产品的加工质量。因此选用第三种方案进行加工[22]。

以上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片。

3.2盘形零件加工余量的确定

机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

表3.5 机械加工余量 外圆表面（φ100） φ84mm外圆 φ30mm内孔 φ70mm内槽 外圆长度30

2Z=8mm 2Z=6mm 2Z=4mm 2Z=6mm 2Z=3mm

“端盖”零件材料HT150，生产内型为大批量生产，可采用金属型铸造毛坯，设计毛坯形状尺寸还应考虑到：

a. 各加工面的几何形状应尽量简单 b. 工艺基准以设计基准想一致 c. 便于装夹、加工和检查

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e. 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工

根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：查《机械设计制造工艺简明手册》其余量规定为2.5～3.5现取已能满足加工要求。

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4 切削用量与基本工时的确定

4 切削用量与基本工时的确定

4.1盘形零件切削用量及基本工时

4.1.1工序1：粗车端面D

本工序采用计算法确定切削用量 加工条件 工件材料： HT150 铸件

加工要求：粗车D端面 机床：CA6140卧式车床刀具:刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm×25mm,主偏角kr=900，前角r0=150，后角а0=80,rξ=0.5mm 刀具图如下：

图4.1 端面车刀具图

计算切削用量 粗车端面D

确定端面最大加工余量，已知毛坯长度方向的加工余量为3，ap=2.6mm计算，长度加工公差按IT12级取-0.25mm（入体方向）确定进给量f：根据切削用量《简明手册》当刀杆尺寸为16mm×25mm，余留0.4的精加工余量，ap≤2.6mm,以及工件直径为100mm时f=0.8～1.2mm/r,按ca6140车床说明书取f=0.81mm/r计算切削速度：按《切削手册》表1.27切削速度的计算公式为（寿命选T60min）

Vc?CvTapfxvmyv *Kv （4.1）

式中Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35,m=0.2因为0.8＜工件直径/初始直径＜0.95 所以Kv =0.84

所以 Vc=确定机床主轴转速： ns?242?0.84m/min?99.53m/min （4.2）

600.2?2.60.15?0.810.351000vc?dw?1000?99.53 （4.3） r/min?293.5r/min?*108r/min,现选取320r/min所以 按机床说明书与293.5r/min相近的机床转速为320V?108.53m/min13

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计算切削工时：按工艺手册取： l?所以 tm=

108?64?22mm l1=2mm l2=0 （4.4） 2l?l1?l222?2 i??2min?0.24min （4.5）

nwf250?0.8表4.1 CA6140卧式车床的主要技术参数

技术规格 最大加工直径

在床身上 在刀架上

棒料直径/mm 最大加工长度/mm 主轴孔径/mm 主电动机功率/kw 刀架进给量/mm.r-1

纵向 横向

型号CA6140

400 210

48

750 1000 1500 2000

48 7.5 0.028～6.33 0.014～3.16

4.1.2工序2：粗铣端面A、内槽F

粗铣每齿进给量af=0.06~0.12 高速钢立铣刀，d0=20mm,Z=5

Cv*d0v切削速度 V?1?mmx1x2x3x*Kv(m/s) （4.6）

460TapafaeZZ式中d 0为铣刀直径；Cv、Zv、x1、x2、x3、x4为系数；m为指数ap为背吃刀量；af为每齿进给量；ae为铣削宽度；Z为铣刀齿数，修正系数Kv取值为：粗铣Kv=1.0；精铣Kv=0.8，T为刀具耐用度，耐用度与刀具材料有关。

查表有：T=3.6×103s Kv=1.0 Z=5 Cv=25 Zv=0.7 m=0.25 x1=0.3 x2=0.2 x3=0.5

x4=0.3

所以切削速度

25?200.7V?1-0.25m/s?31.8m/min0.2560?（3.6?103）?2.40.3?0.10.2?30.5?50.31000V1000?31.8（4.7） ns???506r/min?dw?*20现选用X52立式铣床，根据机床说明书取nw=475r/min 故实际切削速度为：

V??dwnw1000???20?4751000?29.8m/min (4.8)

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当nw=475r/min时，，工作台的每分钟进给量为fm

fm=fzZnw=0.1×5×506=253mm/min

查机床说明书选取235mm/min的进给量，故选用此进给量

切削工时：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法可以得出铣刀的行程：l=l1+l2 =22+34.6=56.6mm

56.6?0.22min （4.9） Zm? 253表4.2 X53K立式铣床的主要技术参数

技术规格

主轴端面至工作台面距离/mm 主轴中心线至床身垂直导轨面距离/mm 主轴孔径/mm

立铣头最大回转角度/（0） 主轴转速/r.min-1 主轴轴向移动量/mm 工作台尺寸/mm 工作台最大行程/mm

横向 纵向 升降

型号X53K 30～500 450 29 32～50 ±45 30～1500 85 1600×400 315/300 900/880 385/365

10

槽数/个 宽度/mm 槽距/mm

3 18 90

主电动机功率/kw 工作台T形槽

4.1.3工序3：粗、半精镗内孔E

粗糖孔至φ29.8，单边余量为Z=1.9mm,可以一次镗去全部余量ap=1.9mm,进给量f=0.1mm/r,根据手册，确定金刚镗床切削速度为100m/min则

1000v1000?100?r/min?1062 （4.10）nw= ?D3.14?30由于金刚镗床的主轴转速为无极调速，故以上转速即为加工时使用的转速。切削工时：l=22.8mm l1=3mm l2=4mm 所以：

t=

l?l1?l222.8?3?4 ?min?0.26min （4.11）

nwf1062?0.1半精镗孔至φ30，单边余量Z=0.1mm，可以一次性镗削去除全部余量ap=0.1mm,

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进给量f=0.1mm/r v=100m/min,所以

nw?切削工时t=0.26min

表4.3 T68镗床主要技术参数

技术规格 主轴直径 主轴最大许用扭转力矩

主轴最大行程 工作台可承受最大重量 主轴心线距工作面最大距离 主轴每转时进给量范围

主轴功率

型号 T68镗床

85mm 100公斤/米 600mm 200公斤 800mm/最小30mm 0.05～16mm 6.5/8kw

1000V1000?100 ??1062r/min （4.12）

?D3.14?304.1.4工序4：粗车外轮廓

图4.2 外轮廓车 刀具图

a. 粗车外圆C

取ap=2.8分两次切割f=0.51mm根据切削手册表1.6，Ra=6.3um,刀尖圆弧半径为 rξ=1.0mm,切削速度 Vc?Cv*kv （4.13） mTapxvfyv式中Cv=242,T=60,m=0.2,yv=0.35,kv=1 所以

242Vc?0.2?1＝＝115.m/min （4.14）

60?2.80.15?0.510.351000v1000?115.7?r/min?384r/min （4.15）n= ?d3.14?96按机床说明书取n=400 则此时V=120.6 切削工时

T=

l?l1?l2 ?2 （4.16）

nf式中l=10.4,l1=4,l2=0,所以Z=0.07min

b. 粗车外圆B

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取ap=1.8分两次进行车削，f=0.51 Ra=0.63um 刀尖圆弧rξ=1.0mm 切削速度

242Vc?0.2?1＝123.67m/m i n （4.17） 0.1560?1.8?0.50.3511000v1000?123.67?r/min?365r/min n=（4.18） ?d3.14?108按机床说明书取n=400r/min 则此时v=135.68m/min,切削工时

T=

l?l1?l2 ?2 （4.19）

nf式中l=22.6,l1=4,l2=0所以t=0.13min

c. 粗车外圆φ90

取ap=2.5分两次车削 f=0.51 切削速度

VCvc?Tma*k242v=0.2?1＝117.7m/min pxvfyv60?2.50.15?0.510.35所以 n=

1000v?d?1000?117.73.14?100.8r/min?371.9r/min 按机床说明书取n=400 则此时V=126.6m/min 切削工时

t=

l?l1?l27.4?4nf?2=

400?0.51?2?0.055min

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4.20） 4.21） 4.22） （ （ （5 盘形零件精加工部分的数控编程

5 盘形零件精加工部分的数控编程

5.1数控编程

随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大（目前已占到70%以上），传统的通用、 专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求，因而，以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起，使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了深刻的、革命性的变化[23]。

当今机床行业的计算机数控化已成为技术进步的大趋势。数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。数控机床大大提高了机械加工的性能（可以精确加工传统机床无法处理的复杂零件）。有效提高了加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统技术基础上的大批量生产的刚性自动化），并向智慧化、集成化方向发展。所以，可以毫不夸张地说，（计算机）数控技术，是现代先进制造技术的基础和核心[24]。

数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用（美国的数控机床已占机床总数的80% 以上），是因为它有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要，经济效益显著，代表着当今机械加工技术的趋势与潮流，也是现代机械制造企业在市场竞争激烈的条件下生存与发展的必然要求[25]。

在数控机床发展过程中，值得一提的是数控加工中心的出现。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现一次装夹并进行多任务序加工。这种机床在刀库中装有钻头、丝锥、铰刀、镗刀等刀具，通过程序指令自动选择刀具，并利用机械手将刀具装在主轴上，这样可大大缩短零件装卸时间和换刀时间。数控加工中心现在已经成为数控机床中一个非常重要的品种，不仅有立式、卧式等镗铣类加工中心用于箱体类零件的加工，还有车削加工中心用于回转体零件加工以及磨削加工中心等。这些高性能、高精度、高自动化的数控机床就组成了完整的数控机床家族。

数控机床的发展趋势： a. 向高速度、高精度发展 b. 可靠性的提高

c. 实现长时间、连续性自动加工

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d. 采用自动程序编制技术 e. 具有更高的通讯功能

数控加工当中最重要的是加工工序的制定。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。

忧郁生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。

加工工序划分。在数控机床上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种[26]。

(1) 保证精度的原则

数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。

(2) 提高生产效率的原则

数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。

确定数控加工机床选用日本的FANUC数控系统，其中刀具的选择与加工顺序的拟定如下：

图5.1 车左端面刀具轨迹 图5.2 车外轮廓刀具轨迹

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（a）铣削加工主视图 （b）铣削加工侧视图

图5.3 铣端面及内槽刀具轨迹

零件图分析。

该零件是粗加工后的基础上进行半成品的精加工其中直径为φ30的内孔已经精加工过。该零件由外圆柱面、圆弧面、内孔、内槽、倒角等构成，其它的端面与外圆面均需要进行数控编程加工[27]。

确定装夹方案

根据毛坯和零件图可知该零件比较规则，精车左端面利用三爪卡盘夹紧工件、精铣右端面和内槽时以左端面为基准、利用半圆孔定位座对工件进行装夹，加工外圆轮廓时在直径为φ30的内孔中插入斜楔利用液压装置驱动夹紧。 确定加工顺序与走刀路线

确定工件坐标系。

在车左端面的时候以右端面中心作为工件坐标原点，以径向向上为X轴，轴向远离工件的方向为Z轴（如图5.1），在铣削加工过程中，以右端面中心为坐标原点，以径向向里为X轴、轴向远离工件的方向为Z轴，并采用右手坐标系确定Y轴（如图5.3），在车外轮廓的过程中以径向向上为X轴以轴向向右为Z轴（如图5.2）。

确定加工顺序。

半精车左端面 精铣右端面、内槽 从右至左半精车车外轮廓，选择刀具与切削用量。根据加工方案与工件材料，采用的数控加工刀具见刀具卡片。

20

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表5.1 数控加工刀具卡片

刀具号 T01

刀具规格名称

数量 2

车左端面及外轮廓 1

铣右端面及内槽

800

80

数控铣床

FANUC0i-B

加工内容

主轴转速/r.min-1 650

进给速度/mm.r-1 0.3

数控车床

FANUC-0i

设备名称

数控系统

0

90外圆偏

刀

T02

φ10键槽铣

根据刀具材料、工件材料和加工精度，并结合实际中的切削经验确定切削用量见数控加工工序卡（表5-2）和加工程序（表5-3至表5-5）。

表5.2 数控加工工序卡 零件名称 工序 1 2

端盖 名称 数控车

数控铣

数量

10 工艺要求 半精车左端面

工步 1 2

3 4 数控车 检验 工步内容 精铣右端面 精铣内槽

T02 T02 T01 2011年3月 刀具号 T01

工作者 从左至右半精车端盖外轮廓及圆弧、倒角 5.2数控加工程序

5.2.1车左端面

表5.3 车左端面数控程序

设备

程序

O0001

N00001 G50 X120 Z50 N00002 S620 M03 T0101 N00003 G00 Z0 M08 N00004 G01 X0 F0.3 N00005 G00 X120 Z50 T0100 N00006 M05 M09 N00007 M02

数控车床

程序名

工件坐标系设定 设置起刀点

主轴正转、转速620、调用1号刀1号刀补 快速点定位到X0 Y0 Z30、切削液开 直线插补、加工端面、经给量0.3 快速定位回到起点、取消刀补 主轴停止、切削液关 程序结束 21 系统

FANUC-0i 注释

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5.2.2铣右端面及内槽

表5.4 铣右端面及内槽数控程序

设备

数控车床 程序

O0001

N00001 G54

N00002 G00 Z20 S800 M03 N00003 G00 X 35 Y0 Z0 M08 N00004 G03 X35 Y0 I-35 J0 F80 N00005 G01 X40

N00006 G03 X40 Y0 I-40 J0 N00007 G01 X45

N00008 G03 X45 Y0 I-45 J0 N00009 G00 Z20 N00010 X15 Y0 Z-8 N00011 G03 X15 Y0 I-15 J0 F80 N00012 G01 X20

N00013 G03 X20 Y0 I-20 J0 N00014 G01 X25

N00015 G03 X25 Y0 I-25 J0 N00016 G01 X30

N00017 G03 X30 Y0 I-30 J0 N00018 G00 X0 Z20 M05 M09 N00019 M02

程序名 选择坐标系

点定位到Z20主轴正转转速800 快速点定位X35 切削液开 逆圆弧插补、加工右端面 逆圆弧插补、加工右端面 逆圆弧插补、加工右端面 逆圆弧插补、加工右端面 逆圆弧插补、加工右端面 快速点定位 加工内槽 加工内槽 加工内槽 加工内槽 加工内槽 加工内槽 加工内槽 加工内槽

回到对刀点、主轴关、切削液关 程序结束 系统

FANUC-0i-B

注释

22

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5.2.3从右至左半精车外轮廓

表5.5 从右至左半精车外轮廓数控编

设备

数控车床 程序

O0001

系统

FANUC-0i 注释

程序名 选择坐标系 主轴正转

快速定位、切削液开

右刀补、直线插补、进给速度0.3加工端盖外轮廓 加工端盖外轮廓 加工端盖外轮廓 逆插补加工R5圆弧 加工端盖外轮廓 加工端盖外轮廓 加工倒角 快速点定位

回到对刀点 主轴停止、切削液关 程序结束

N00001 G50 X150 Z90 N00002 S650 M03 T03 N00003 G00 X90 Z50 M08 N00004 G42 G01 Z23 F0.3 N00005 X100 N00006 Z15

N00007 G03 X90 Z10 R5 N00008 G01 X84 N00009 Z2

N00010 G01 X82 Z0 N00011 G00 X150 N00012 Z90 M05 M09 N00013 M02

23

6 车床专用夹具设计

6 车床专用夹具设计

6.1设计要求

在编制完工艺规程后，与同学讨论，指导老师建议、同意后，拟设计第四道工序—粗车盘盖外轮廓的车床夹具。本夹具为CA6140卧式车床专用夹具。刀具：刀片材料为YT150，刀杆尺寸为16×25mm，kr=900,γ0=150，α0=80，γξ=0.5mm 。在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。

6.2夹具设计

6.2.1定位基准的选择

由零件图可知，其设计基准为φ30的孔中心线，为了使定位误差为零，应选择以圆孔定位的自定心夹具[28]。为了提高生产率，缩短辅助时间，先决定采用液压驱动夹紧装置。

6.2.2切削力及夹紧力的计算

切削刀具：刀片材料为YT150，刀杆尺寸为16×25mm，kr=900,?0=150，?0=80，

??=0.5mm 。查现代夹具设计手册有：

FZ?CFZapxFZfyFZVnFZKFZ （6.1）

Fy?CFyapFx?CFxapxFyfffyFyVnFyKFy （6.2）

xFxyFxVnFxKFx （6.3） VnFZ查表有： FZ?CFZap Fy?CFyap Fx?CFxapxFZyFZKFZ=903×2.8×0.510.75=1525.9N （6.4）

xFyffyFyVnFyKFy=530×2.80.9×0.510.75=808N （6.5）

xFxyFxVnFxKFx=451×2.80×0.510.4=964.7N （6.6）

在计算切削力时必须考虑安全系数，安全系数 K=K0K1K2K3 K4K5K6 （ 6.7）

式中：K0—基本安全系数一般取1.5；

，粗加工：K1=1.2，精加工 K1—加工状态系数（考虑到加工特点的系数）

K1=1；

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，一般 K2—刀具钝化系数（考虑刀具磨损的系数）K2=1.0～1.9）；

K3—切特点系数（考虑切削情况的系数），连续 K3=1.0，断续K3=1.2； K4—考虑夹紧动力稳定系数，手动夹紧：K4=1.3，机动夹紧：K4=1.0； K5—考虑手动夹紧是手柄位置的系数，若手柄位置操作方便，手柄偏转角度范围小时，K5=1.0；若手柄位置操作不方便手柄转动角度范围大（＞900）时，K5=1.2；

K6—仅在有力矩企图使工件回转时，才应考虑支撑面接触情况的系数，若 工件时安装在支撑钉上，接触面积小时，K6=1.0；若工件时安装在支撑板 或其它接触面积较大的组件时，K6=1.5。总的安全系数选择范围较大，一 般K=1.5~2.5，若夹紧力和切削力方向 相反时，为保证工件的可靠夹紧， K值不应小于2.5。

所以： K= K0K1K2K3 K4K5K6=1.5×1.2×1.0×1.2×1.0×1.0×1.5=3.24 （6.8） 于是： F′=KFZ=1.5×1.2×1.0×1.2×1.0×1.0×1.5×1525.9=4944N （6.9） 选用斜楔夹紧机构，楔角α=8042’，其结构形式选用IV型，则扩力比iQ=tan(α+φ1)，α为斜楔夹紧机构的斜楔角；φ1为平面摩擦时作用在斜楔面上的摩擦角。

为克服圆周方向的切削力，实际夹紧力N应为

N(f1+f2)=KF1 （6.10） 所以 N= 3.2×44944/（0.25+0.4）=24643.9N （6.11） 式中，f1和f2的定位面及夹紧面上的摩擦系数f1=0.25，f2=0.4；液压缸选用YLF20-88拉力液压缸（法兰式）d=30mm,油压20Mpa,由于已知斜楔机构的扩力比i,所以N作[29]。

液

=900×6.691N=6291N；此时N液 已大于所需的24643.9N的夹紧力，故本夹具可安全工

6.3定位误差分析

定位组件尺寸与公差的确定。本夹具主要以内孔定位，该定位空心轴的尺寸与公差规定为与本零件工作时与其相配合的孔尺寸与公差相同即为：φ300?0.039

定位副制造不准确产生的基准位移误差

（a）理想状态定位情况 （b）实际加工中的定位误差情况

图6.1 基准位移产生的定位误差

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工件以内孔轴心线O为定位基准，套在空心轴O1上车削外轮廓时尺寸设计基准为内孔轴线O，设计基准与定位基准重合基准误差Δjb=0,但实际上定位心轴与工件内孔都有制造误差而且为了便于工件套在心轴上，还应留有间隙，故安装后孔与轴心线便不重

?0.039合，使得存在基准位移误差，孔径为φ300轴径为φ300?0.039，最小间隙Δ=30-30=0；

当心轴水平放置时工件孔与心轴始终保持在上母线A单边接触，则定位基准O与调到基准O1间的最大距离同最小距离为

OO1min?Dd?22OO1max?OA?O1A?D??Dd??d-22因此由于基准发生位移而造成的误差为：

Δjw=1/2(ΔD+Δd)=0.039 (6.12） 即此定位误差为内孔公差ΔD与心轴公差Δd之和的一半，且与最小配合Δ无关。

6.4夹具设计及操作的简要说明

在设计夹具时，为了提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹紧，本道工序的车床夹具就是采用了液压驱动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力大，为了夹紧工件势必增大液压缸直径，而这将使整个夹具过于庞大[30]。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有三个：一是提高毛坯的制造精度，使最大被吃到量降低，以降低切削力；二是 选一种比较理想的斜楔夹紧夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比； 适当提高压缩油液的工作压力，以增加液压缸的拉力。车床夹具装配图和零件图

M-电动机 1-变数叶片泵 2-溢流阀 3-换向阀 4-液压缸

图6.2 变数泵回路

用变量液压泵供油，开始夹紧时泵为低压大流量状态；夹紧后压力升高并自动减少流量，避免了定量泵的缺点。

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1、工件2、弹簧3、滑块4、拉杆5、螺栓6、推盖 7、弹簧8、夹具座9、拉盖10、螺栓11、夹具体

图6.3 夹具总轮廓三维装配图

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1、斜楔2、弹簧3、螺母4、拉杆轴5、螺母6、滑块7、夹具体8、工件

图6.4 夹紧部分三维放大图

图6.5 夹具总轮廓二维装配图

夹紧说明：夹具通过液压缸驱动拉杆带动滑块运动，滑块在斜楔里面滑动。斜楔经过滑块的胀大作用进行外胀，将工件夹紧。其中弹簧起缓解夹紧的驱动力作用，防止工件由于力量突然变大而出现破裂状态。

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7 结论

7 结论

本论文针对一个典型盘形类零件的加工外形特点，通过对其工艺性特点和实际的利用情况利用三维软件建立加工模型，利用二维软件绘制装配图，并通过数控编程对零件的精加工部分进行编程设置。但是由于时间有限以及理解上的不足加上经验的欠缺要想在夹具设计和机械加工工艺上具有重要的突破还需要后期的不断努力。

本文的主要研究成果有：

a. 通过对盘形零件的结构与工艺分析制定出机械加工工艺卡片与工艺过程卡片。 b. 针对此盘形零件的加工中设计出一套加工盘形零件外轮廓的机械加工夹具，以 保证达到零件所需要的实际加工精度与误差要求。

c. 利用三维软件建立夹具加工模型，从中利用到了液压驱动装置以提高夹具的工 作效率节省劳动时间与花费。

d. 利用二维软件CAD绘制夹具的装配二维图形。

e. 对盘形零件半精加工部分进行数控编程，通过编程掌握了盘形零件的基本加工 方案与编程语言，对其他零件的加工具有指导性的意义。

主要不足之处与展望：

由于时间和水平的限制值对盘形零件的精加工部分进行了数控编程，在理论上 已经达到了加工要求，由于条件的限制没有对加工程序进行实际的操作验证。

由于个人能力的限制以及本身没有多少实践经验难免会出现一些错误，对于机 械加工工艺来说是一项责任与能力并重的编制工作，工艺方案设定的好坏直接影响加工过程中的各个环节与加工，对于加工工艺来说没有最好只有不断的完善才能加工出一个个精美绝伦的产品。

数控编程的主要内容包括：分析加工要求并进行工艺设计，以确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立工件的几何模型、计算加工过程中刀具相对工件的运动轨迹或机床运动轨迹；按照数控系统可接受的程序格式，生成零件加工程序，然后对其进行验证和修改，直到得到合格的加工程序。

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参考文献

参考文献

[1] 梅黎锦. CAD/CAM技术在我国的发展和应用现状[J]. 机械工程师2009，(3)：75-76.

[2] 崔贵波，吴伏家. 现代数控技术的发展动态[J]. 管理开发2008，(4)：3-4. [3] 王振林. 数控加工技术是应用与发展现代制造技术的基础[J]. 电产品开发与创新2001，(5)：30-32. [4] 吴忠勋. 数控技术和装备发展趋势及策略[J]. 中国高新技术企业2010，(28)：28. [5] 廉良冲，周莉. 仿真软件与数控教学的结合应用[J]. 机床与液压2010，(04)：38.

[6] 韩兴国，王斌武，崔立秀. 高职高专《机械制造工艺基础》课程教学方法的探讨[J]. 科技信息2009，

（05）：317.

[7] 张彦如. 《机械制造工艺学》课程教学改革的探讨[J]. 机械职业教育2009，（01）：27. [8] 于英华，张兴元. 机械制造技术基础课程设计改革与实践[J]. 实验科学与技术2009，（02）：036. [9] 潘建新，周小红. 典型零件数控加工工艺分析[J]. 机电工程技术2010，（02）：48. [10] 王凡. 铣床夹具综合利用方法的探讨[J]. 农机使用与维修2010，（05）：71.

[11] 王尚银，孙睿霞. 数控编程技术中提高尺寸精度的研究[J]. 协论坛(下半月)2010，（09）：20. [12] 李冬梅. 数控技术在机械制造中的应用与发展[J]. 中国科技信息2006，（10）：67. [13] 丁衡高. 微型惯性测量组合[J]. 仪器仪表学报，1996，（17）：9-13. [14] 干东英. 微型机械的现状与发展[J]. 机械工程学报，1994，（20）：1-7.

[15] 李栓庆. 微机械微米/纳米加工技术现状[J]. 仪器仪表学报，1996，17（1）：45-49. [16] 苑伟政. 立体微细光刻技术[J]. 航空精密制造技术，1995，（5）：5-6.

[17] 杨莉，胡占齐. 数控加工中的工件自动定位.制造技术与机床[J]. 2001，（4）：24-25. [18] 胡占齐，杨莉. 线切割图形自动编程系统[J]. 燕山大学学报，2001，25（2）：147-149. [19] 胡占齐，杨莉. 数控技术试验教学改革实践[J]. 教学研究，2001，24（2）：120-121. [20] 胡占齐. 四坐标线切割机切丝位置计算[J]. 燕山大学学报，2001，25（4）：322-324.

[21] 杨景明，刘泽，胡占齐，等. 开放式数控系统的研究[J]. 燕山大学学报，2003，27（2）：114-117. [22] 杨莉，贲宏艳. 车床进给系统数控改造[J]. 机床与液压，2006，（9）：247-249. [23] 周凯. 新一代集成化PC数控系统[J]. 制造技术与机床，2000，（10）：9-11. [24] 盛伯浩. 数控机床的现状与发展[J]. 数控机床市场. 2006 Nol：40-49.

[25] 杨莉，胡占齐. 数控加工中的工件自动定位. 制造技术与机床[J]. 2001，（4）：24-25. [26] Thakar，Girish (Indian Inst of Technology，Kanpur，India)；Shanker，Kripa；Jain，V.K. Integrated process planning and NC part programming system for rotational components. Computers in Industry，

30

西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）

v 21n 3，p 341-357，Apr 1993.

[27] Qiu，Zurong (State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments，Tianjin

University，Tianjin 300072，China)；Shi，Zhaoyao；Li，Yan Research on the development of measurement technology mechanical manufacture. Jixie Gongcheng Xuebao/Journal of Mechanical Engineering，v 46，n 14,，p1-11，July20，2010.

[28] Wang，Zhe (Harbin Inst of Technology，Harbin，China)；Wang，Zhixing；Zhong，Shisheng

Development on the simulation system of NC machining process based on parallel machine tool. Jisuanji Jicheng Zhizao Xitong/Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS，v 6，n 4，p23-26， Aug 2000.

[29] Daoh-Tian zhang and Jen-Gwo chen an NC lathe simulator for part programming and machine

operation training，The university of Houstion，Tx 77204-4812，USA.

[30] Hu Zhangqi，Kong Xiangdong，Song Shujun. The research on key technology of numerical control

cam grinding machine tool [J]. Key Engineering Material. 2004，256-260：746-750.

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致谢

致 谢

本毕业设计是在指导老师XXXX的指导下完成的，衷心感谢白老师的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助，白老师以渊博的学识、高度的责任感使我不仅在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导了我做人的道理。在此毕业设计完成之际，瑾向白老师表示衷心的感谢！在毕设期间，办公室的曹岩、姚慧和杜江老师也给了作者无私的帮组，在此向他们表示诚挚的谢意。

同时我深深感谢我们机电工程学院的领导和老师，我在思维方法、学习态度和工作作风方面得到的进步都受益于您们的指导和影响；对我能顺利完成毕业设计给予了很大的帮助。

在课题的研究和设计过程中，得到了师兄的无私帮助，在此对他们表示衷心的感谢。 最后，深深地感谢父母和家人多年来的支持、理解和关心。

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毕业设计（论文）知识产权声明

毕业设计（论文）知识产权声明

本人完全了解XXXX大学有关保护知识产权的规定，即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于XXXX大学。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为XXXX大学。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印件，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）。 （保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定）

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日期：

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