型腔类零件设计及加工工艺分析毕业设计.doc

1 概述 随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，人们对机械产品的质量和生产效率也提出了越来越高的要求。尤其是航空航天、军事、造船等领域所需要的零件，精度要求越来越高，形状也越来越复杂，这些零件用普通机床是难以加工的。 数控机床是综合应用计算机自动控制，自动检测及精密机械等高新技术产物。数控机床（Numerically Controlled Machine Toll）简称数控(NC)，是近代发展起来的一种自动控制机床通过数字信息自动控制机床的运转。数控机床的加工程序和运动变量通过数控装置自动控制，同时具有自动换刀，自动测量，自动润滑和自动冷却等功能，现今已广泛应用于机械制造的各个领域，而且具有极好的发展前景。作为一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工设置，自动对工件进行加工。从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件对应的是数控系统内部的系统软件，而系统软件是用于数控系统工作控制的。当然，如果没有合理有效的零件及加工工艺的分析，这一技术也不能发挥其功效，所以，掌握加工工艺的制定实施也是一个重要环节。 型腔类零件一般带有孔或槽等腔类结构，大多为方圆结合类零件，对其配合要求很高，又由于轨迹曲线有严格的集合精度要求，所以加工难度大，而且轨迹精度要求高，必须保证型腔的尺寸精度，几何精度和互相位置精度。该毕业设计即型腔类零件设计及加工工艺分析，几乎涵盖了数控技术应用的整个过程，主要包括零件图的分析、机床的选择、定位基准的的选择、刀具的选择、装夹方案的确定、加工工序的划分、工序顺序的确定、走刀路线的确定、加工余量的确定、切削用量的选择、冷却液的选择、工艺卡的制定、程序的编制等。要保证零件质量必须对加工工艺有极好的理解并能合理运用于实际加工当中，该毕业设计大体上就是从以上面入手，对所选型腔零件（零件3）进行分析加工的。此外，该毕业设计也是对3D型腔零件的加工分析,因为它集Pro/E三维设计和AUTO CAD二维设计于一体，所以这就要求必须全面掌握所学的制图的理论知识和各种制图软件，把所学的知识应用到实践当中去，对各方面都是一种考验和提升。 2 零件的加工工艺2.1型腔零件介绍型腔类零件是机器及其部件的基础零件，它将机器及其部件中的轴、轴承套和齿轮等零件按一定的相互关系装配成一整体，并按预定的传动关系协调运动。因此，型腔零件的加工质量，直接影响着机器的性能，精度和寿命。此外，型腔零件的结构形式多种多样，但仍有它们共同的特点：带有孔或槽等腔类结构，大多为方圆结合类零件，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。要完成型腔零件的设计加工，其工艺是非常重要的，且步骤较多，其中比较重要的环节有：1.零件图的工艺性分析；2.加工方法的选择；3.工序的划分；4.走刀路线及工序步骤；5.加工刀具的选择；6.加工余量的确定；7.切削用量的选择；等等。2.2 零件图分析2.2.1 零件3的相关视图1、如下图2-1，该图说明了型腔零件3的安装位置以及同其他零件的装配方式：图2-1 零件3的安装位置及相关配合2、如图2-2，该图包含了零件3的二维视图及相关尺寸，以及对零件3的加工要求：2-2 零件3的相关二维视图及要求2.2.2 零件3的图形分析 根据图2-1，熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，然后结合图2-2找出主要的和关键的技术要求，对零件图样进行分析。1、检查零件图的完整性和正确性在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。在图2-2零件3的相关二维视图及要求中，包含了零件3的主视图、俯视图、侧视图以及局部视图等相关说明图形，对各结构尺寸及粗糙度和形位公差等也有了详细的标注完整地表现了零件3的机构外形，方便了对其立体图的绘制和下一步的加工计划。2、零件的技术要求分析 零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求(如未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求)等。针对该毕业设计中的零件3，这些技术要求也均已在图2-2中进行标注，如：底部平面的平面度为0.015mm，底部环形槽的粗糙度要求为去除材料方法粗糙度值上限1.6mm，对其余未注粗糙度要求如图2-2右上角所注，为去除材料加工粗糙度上限3.2mm。另外，要分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现，特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。2.2.3 零件3立体图的绘制1、根据图2-1、2-2，对零件3的安装位置和各尺寸大小进行观察分析，参看各形位公差，结合技术要求，确定各结构的相对位置关系，明确了解零件3的作用。在对零件 3有了全面了解之后，根据平面二维图的有关信息，借助Pro/E绘制出其立体三维图形，（为更好地显示其全部结构，截取如下两个不同方向的视图），图形如下（2-3、2-4）： 2-3 零件3上部结构 2-4 零件3底部结构 2、对零件3的立体结构进行分析，为以后的加工做好准备。5