夹具垫块加工工艺规程及编程设计

XX学院毕业设计（论文） 夹具垫块加工工艺及钻孔夹具设计毕 业 设 计（论 文）设计题目：夹具垫块加工工艺规程及编程专 业： 机械设计与制造班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期2016年2月4日2016年5月26日XX学院毕业设计（论文） 夹具垫块加工工艺及钻孔夹具设计摘要本篇设计是夹具垫块加工工艺及编程，夹具垫块零件的主要加工表面是各表面的铣削和磨削加工及内孔的铣削削加工以及、直孔的钻削加工和2-深5腰槽的铣削加工等。一般来说，保证平面的加工精度与保证孔系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。孔径加工都是选用专用钻夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。 文章的重点在于对夹具垫块的工艺性和力学性能分析，对加工工艺规程进行合理分析，对夹具垫块进行加工工艺的规程设计，包括了夹具垫块的数控铣削加工，并且介绍了数控铣的加工工艺及编程，以此夹具垫块进行数控铣的加工工艺编制和数控编程的设计，经过实践证明，最终可以加工出合格的夹具垫块零件。关键词：加工工艺；夹具垫块；编程；数控IXX学院毕业设计（论文） 夹具垫块数控加工工艺规程及编程目 录 摘 要I 1 零件结构工艺分析1 1.1夹具垫块零件的分析2 1.2刀具、量具的选择3 1.3确定毛坯的制作形式4 2 工艺规程设计5 2.1选择定位基准6 2.2制定工艺路线9 2.3选择加工设备和工艺设备10 2.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定10 3 确定切削用量及基本工时12 3.1工序20：粗铣、半精铣零件上下端面13 3.2工序30：粗铣、精铣零件左右端面14 3.3工序40：平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度15 3.4工序50：粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸16 3.5工序60：粗铣、半精铣孔至尺寸17 3.6工序70：铣2-18深11沉孔到位18 3.7工序80：钻2-11孔到位18 3.8工序90：钻4-9通孔至尺寸18 4 零件编程19 4.1粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸20 4.2粗铣、半精铣孔至尺寸20 结 论21 参考文献22 致 谢231 零件结构工艺分析本文首先对夹具垫块的零件进行分析，通过对夹具垫块进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，与指导老协商后，感觉用数控编程比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了夹具设计。整个设计得指导思想“简便、效率高、非常经济”。工具是人类文明进步的标志。自二十世纪末，现代制造技术和机械制造过程自动化方面取得了长足的发展。但是，在不断创新的工具（包括夹具，刀具，量具和其他辅助设备），它的功能还是很显著。该机床夹具对零件的质量，生产率和产品成本有直接影响。因此，无论是传统和现代制造系统，夹具都是非常重要的工艺设备之一。窗体底端1.1 夹具垫块零件的分析从零件图可知道，该零件为锻造零件，先采用锻造工件后，上下面及四周用铣床铣光后再进行机床加工，夹具垫块材料为45钢。夹具垫块上下表面与四周铣可以先在普通铣床上完成，数控铣床为后续粗，半精，精加工的工序。以下图1，图2分别为夹具垫块零件在零件图和毛坯图。 图1 夹具垫块零件图 图2 夹具垫块毛坯图1.2刀具、量具的选择从图纸图样分析，该图样需要用铣床铣的轮廓我们在铣轮廓时选用60mm立铣刀。2-深5腰槽采用铣削加工，然后就是粗铣、半精铣深，钻4-9直孔，钻钻2-11直孔分别选择钻9，钻11麻花钻头，量具可选用0-150mm为75-100mm的游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺和内螺纹塞规测量等。1.3确定毛坯的制作形式确定毛坯件的制作形式，主要应该从以下几个方面来考虑：（1）零件的力学性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力学性能有所不同。锻件的强度。压力浇注和压力浇注的锻件，金属型浇注的锻件，砂型浇注的锻件依次递减；钢质零件的铸造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。( 2) 零件的结构形状和外形轮廓 形状复杂、力学性能要求不高可采用锻钢件。形状复杂和壁薄的毛坯不宜采用金属型锻造。尺寸较大的毛坯，不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造。外形复杂较小的零件宜采用精密的锻造方式，以免机械加工。其直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件。（3）生产纲领和生产批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方式，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛坯制造方法。（4）现场生产条件和发展 应经过技术经济分析和论证。 该零件的材料为45钢，考虑到零件的形式及结构较为简单，所受的冲击力不大，且是大批生产，根据机械制造工艺设计简明手册表1.31，选择锻造中的锤上模锻锻造。其强度=145MPa，硬度为160180HBS。2 工艺规程设计2.1选择定位基准 粗基准选择毛坯的左右端面，精基准选择已经铣削好的左右端面。2.2制定工艺路线 本次设计的零件是夹具垫块的加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工夹具垫块零件的各个面，然后再是孔。后续工序安排应当遵则。先粗加面，再粗加工孔。对于夹具垫块，需要精加面。按上述原则亦应工孔系，但在实际生产中互垂直。加工工后，将工件清净。清洗后用压净。保证零件于。根据以上规定，讲夹具垫块的加工工艺路线确定定如下：工艺路线一：10锻造毛坯20粗铣、半精铣零件上下端面30粗铣、精铣零件左右端面40平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度50粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸60粗铣、半精铣孔至尺寸70钻2-11孔到位80钻4-9通孔至尺寸90铣2-18深11沉孔到位100去除毛刺、飞边110检验工艺路线二：10锻造毛坯20粗铣、半精铣零件上下端面30粗铣、精铣零件左右端面40平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度50粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸60粗铣、半精铣孔至尺寸70铣2-18深11沉孔到位80钻2-11孔到位90钻4-9通孔至尺寸100去除毛刺、飞边110检验工艺路线三：10锻造毛坯20粗铣、半精铣零件上下端面30粗铣、精铣零件左右端面40平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度50粗铣、半精铣孔至尺寸60粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸70铣2-18深11沉孔到位80钻2-11孔到位90钻4-9通孔至尺寸100去除毛刺、飞边110检验 通虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，由于、2-深5腰槽的表面粗糙度达不到要求，综合选择方案二：10锻造毛坯20粗铣、半精铣零件上下端面30粗铣、精铣零件左右端面40平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度50粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸60粗铣、半精铣孔至尺寸70铣2-18深11沉孔到位80钻2-11孔到位90钻4-9通孔至尺寸100去除毛刺、飞边110检验2.3选择加工设备和工艺设备由图样分析，该图样需要铣削上下左右几个平面，铣孔，钻孔，攻牙，铣腰槽等，在这里我们在铣轮廓时选用面铣刀，内孔铣刀，钻头等等。而钻削加工时我们可以选用麻花钻头，量具可选用0-150mm为75-100mm的测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺、螺纹塞规等。2.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定(1)毛坯种类的选择由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用锻件作为毛坯的制作形式，从而提高劳动生产率，降低成本。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的砂型锻造，查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，“夹具垫块”零件材料采用锻造。材料为45，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。3 确定切削用量及基本工时工序10 粗铣、半精铣零件上下端面本工序为粗铣和半精铣上下平面，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径d=80mm,宽度L=60mm，齿数z=10。铣刀切削用量的选择（表1，图8），铣刀的切削的用量。由于加工材料为45，=145MPa，硬度为160180HBS，锻件，有外皮。故选择=8，=+5。已知铣削宽度=90mm，铣削深度mm。机床为X5032型立式铣床，工件装在平口钳中。（）确定每齿进给量切削用量简明手册表2.25，当铸铁硬度小于等于200HBS，刀具直径为14mm时，查切削用量简明手册表2.25，采用单面铣，故取（II）YW2刀具（c）涂层刀具。根据切削用量简明手册表3.7和表3.8，铣刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，由于铣刀的直径d=80mm，故铣刀的寿命T=180min。（）确定铣削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.27中公式计算：公式中=245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=155,=2.3,=1.0。=91.16m/min=326.90r/min纵向进给量=235mm/min。每齿进给量为=160mm/min=0.08mm/z()检验机床功率根据切削用量简明手册表3.24，当，z=10,，近似。根据XK5032型立式数控铣床说明书机床主轴允许的功率为，故，因此选择切削用量采用，即:，n=326.9r/min，m/min，。（VI)基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：公式中，l=155mm，根据切削用量简明手册表3.26，铣刀入切量及超切量，则L=167mm。工序20：粗铣、精铣零件左右端面上道工序为粗铣、精铣零件左右端面，而本工序为已已经铣削过的上平面为定位基准，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径d=100mm,宽度L=50mm，齿数z=12。铣刀切削用量的选择（表1，图8）铣刀的切削用量。由于加工材料为45，=145MPa，硬度为160180HBS，锻件，有外皮。故选择=8，=+5。已知铣削宽度=155mm，铣削深度mm。机床为XA5032型立式铣床，工件装在虎口钳中。（）确定每齿进给量切削用量简明手册表2.25，当可缎铸铁硬度小于等于200HBS，铣刀直径为14mm时，查切削用量简明手册表2，25，采用单面铣，故取（b）YW2刀具 （c）涂层刀具根据切削用量简明手册表3.7和表3.8，铣刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，由于铣刀的直径d=80mm，故铣刀的寿命T=180min。（）确定铣削速度和每分钟进给量切削用量简明手册（第3版）【M】 公式中=245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=40,=155,=2.3,=1.0。=45.58m/min=163.45r/min根据切削用量简明手册表3.30，XA5032立式铣床主轴转速表，选择n=300r/min，纵向进给量=235mm/min。每齿进给量为每齿进给量为=41.45mm/min=0.14mm/z()检验机床功率根据切削用量简明手册表3.24，当，z=10,，近似。根据XA5032型立式铣床说明书机床主轴允许的功率为，故，因此选择切削用量采用，即:，n=300r/min，m/min，。(VI)基本工时计算根据切削用量简明手册可知，有一下公式：公式中，l=155mm，根据切削用量简明手册表3.26，铣刀入切量及超切量，则L=167mm。工序30：平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度本工序为平面磨零件上下端面至尺寸，保证平行度和平面度的工序,我们选择机床：平面磨床 ，功率P=11kw； 刀具：选用砂轮 查 查相关资料可得，刀具数据如下：d=20 1)磨削进宽度的选择根据实际工况，我们通过查相关资料可知12 这里取1.52)选择进给量经查表可知 0.3 3)选择速度经查表可知：所以：4)计算切削时间 查相关计算切削时间的资料 可知： 所以，5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ：式中： 所以， 6)校核机床功率 查相关计算切削时间的资料有 所以，机床的功率足够 工序50：粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸 本工序为粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸的工序,我们选择机床：数控铣床 CK7132，功率P=20kw； 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 查相关资料可得刀具数据如下：d=60 Z=40； 1)铣削进宽度的选择根据实际工况，我们通过查相关资料可得可知12 这里取1.52)选择进给量经查表可知 0.3 3)选择速度经查表可知：所以：4)计算切削时间 查相关计算切削时间的资料 可知： 所以，5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ：式中： 所以， 6)校核机床功率 查相关计算切削时间的资料有 所以，机床的功率足够工序70：粗铣、半精铣孔至尺寸机床：数控铣床本工序为粗铣、半精铣孔的工序，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径d=21mm,齿数z=40。根据文献选择铣刀的几何形状。由于加工材料为45，锻件，有外皮。故选择=8，=+5。已知铣削宽度=21mm，铣削深度mm。机床为数控铣床，工件装在虎口钳中。（）确定每齿进给量根据文献12表3.5，当使用YG6，铣床功率为7.5Kw（文献12表3.30），采用对称铣，故取（）选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命根据文献12表3.7和表3.8，铣刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，由于铣刀的直径d=80mm，故铣刀的寿命T=180min。（）确定铣削速度和每分钟进给量根据文献12表3.27中公式计算： 公式中 =245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。 =91.16m/min = =326.90r/min根据文献12表3.30，数控铣床主轴转速表，选择n=300r/min，纵向进给量=235mm/min。实际切削速度和每齿进给量分别为 = =75.36m/min = =0.08mm/z()检验机床功率根据文献12表3.24，当，z=10,，近似。根据数控铣床说明书机床主轴允许的功率为，故，因此选择切削用量采用，即，n=300r/min，m/min，。2）基本工时计算 公式中，l=140mm，根据文献12表3.26，对称安装铣刀入切量及超切量，则L=152mm。3.11工序80：铣2-18深11沉孔到位机床：CK7132数控铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献工步辅助时间为：1.52min工序90：钻2-11孔到位 机床：摇臂钻床。刀具：根据参照参考文献3表4.39选11麻花钻头。切削深度：进给量：根据相关资料，查3表2.438，取。切削速度：参照参考文献3表2.441，取。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序100:钻4-9通孔至尺寸摇臂钻床：刀具：麻花钻头 切削深度：进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：由实用机械工艺简明手册中，可以知道4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 即工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：4 零件编程 4.1粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸 本次是要对夹具垫块相关工序进行编程，编程部件的加工处理顺序，刀具运动轨迹的尺寸，工艺参数（主要运动和进给运动速度，切削深度）和辅助操作（刀，主轴反转，冷却液体开关，刀具等等。1）数控编程的分类 数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。 手动编程，在制备过程的整个过程由手工完成。这就要求程序员不仅要熟悉常用的代码和编程规则，还必须有一个机械加工工艺知识和数值计算。为点或部分的几何形状的机械加工，常见的编程简单，程序并不多，且手动的编程，可以实现。自动编程是使用计算机来把人变成可以由数控的处理程序，这是说，大多数数控编程的工作来实现要执行的描绘信息到数控机床的一部分。2）编程方法的选择刀具路径的路径主要由直线，圆弧，并且点的坐标是方便的，所以加工程序是用手工编程。3）编程原点的确定 该零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图3.1所示。 4.1粗铣、半精铣、精铣宽度为2-深5腰槽至尺寸N10 T0202 换mm铣刀 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600N40 Z20 M08N50 G98 G81 X60 Y45 Z-24 R10 F60 铣腰槽的第一个孔N60 X-60 Y45 铣腰槽的第二个孔 N70 G00 Z100 M09 N80 M03 S60 N90 Z20 M08N100 G00 Z100 M09N110 M05 主轴停止N120 M30 程序复位并结束4.24.2粗铣、半精铣孔至尺寸N10 T0202 换mm铣刀 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N25 M03 S600N30 Z20 M08N40 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 粗铣孔N50 X-55 Y40 半精铣孔 N60 G00 Z100 M09 N100 M03 S60 N110 Z20 M08N160 G00 Z100 M09N170 M05 关切削液N180 M30 停机 结 论时间过得真快啊，转眼间三年时间都过去了，在这三年中，我学到了许多专业知识，就拿这次的毕业设计来说吧，我查阅了机械制造工艺编制及实施，机床夹具与编程，使我充分掌握了机床的设计方法和步骤，更重要的复习所学专业的知识，以前总认为学这些专业知识没用，那是我太天真了，当这次的毕业设计，它帮了我不少的忙，特别是机械制造工艺编制及实施这课对我的毕业设计帮助特别大，都怪上课没认真听讲，导致做毕业设计时要问比我学的好的同学，通过这次做毕业设计让我认识到学习不是个坏事，是为了自己的，还有学习这些知识精通的话对我们找个好工作有大大的帮助，总之我除了感谢我的老师和帮助过我的同学外更要感谢自己的。参考文献1 李治安机械制造工艺及夹具设计西安交通大学出版社，1993：32542 蔡斐机床夹具及其精度上海科技大学出版社，1984：86973 黄非候，王圈机械工程材料学机械出版社，1993：22364 邱中怀机械夹具光海教育出版社，2002：33655 张华 机床夹具设计手册机械出版社，1999：40556 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学机床夹具设计手册. 上海科学技术出版社，1979：1031217 李强 AutoCAD2010基础及应用教程电子工业出版社，2011：56748 王平机械制造工程学广西工业大学出版社，2000：19399 张耀鹅机械加工工艺实用手册北京工业出版社，2001：12014610 李民机械制造工艺设计手册山西工业出版社，1992：365811 Liao Jianmin.Fixturing analysis for stability consideration in an automated fixture design systemJJournal of Manufacturing Science and Engineering,2002,124(2):9810412 Subramanian V,Kumar Senthil A.Seow K C .A multi agent approach to fixture designJJournal of Intelligent Manufacturing,2001,12(1):3142I 43 致 谢当我写到这里的时候，我心里是别提有多么的开心，不管前面的对与错，总之，我觉得自己做到这里已不错了，感谢蔡宏健老师和帮助我的同学一起到图书馆查资料的那些同学们，要不是你们恐怕我现在真不知道自己能做到哪里，首先您不仅在学习学业上对我以精心的指导，同时还在我改写论文时给我鼓励和支持，从这点看出老师当初选你当我的老师我是明智的，而且，通过这次写论文我知道遇到什么事总要靠别人来完成，现在我觉得这种想法是我错啦，也许自己做的比那些人做的会更好，同时，我要把这种态度放到工作当中，我相信我自己一定可以比别人做的出色。说实话，我从开始认真做毕业设计的时候，才领悟到知识确实是种强大的工具，我现在想来前面失去的，我想在通过在工作中补回来，想到这里自己说了句“呵呵”，但是话说回来，这次的毕业设计我花了挺大的功夫，虽然是苦，但心里挺开心的，我想如果大学这三年我好好来利用它的话，我的毕业设计不谈在班里第一个交，最少也在前十个人之前交，最后在这里衷心的对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意，谢谢各位同学的帮助。I