多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書

目錄摘要 I第1章緒論 11.1薄板成型工藝概述 11.2多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置概述 11.3設(shè)計(jì)任務(wù) 1第2章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32.1多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置結(jié)構(gòu)分析 12.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1第3章工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 33.1框板毛坯及加工方法 13.2選擇框板工藝路線 13.3選擇框板機(jī)械加工設(shè)備 13.4確定各工序尺寸及公差 13.5切削用量確定 1第4章模具設(shè)計(jì) 44.1確定模具定位方案 14.2確定夾緊機(jī)構(gòu) 14.3設(shè)計(jì)模具體 14.4模具使用說(shuō)明 1第5章三維建模 45.1三維軟件概述 15.2零件圖繪制 15.3裝配體 1第6章結(jié)論 5參考文獻(xiàn) 7致謝 9

第1章緒論1.1薄板成型工藝概述隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車、輪船、航空航天以及生活等各方面都在快速發(fā)展，零件的沖壓拉深成形工藝的應(yīng)用越來(lái)越普遍。隨著我國(guó)板材成形加工行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)板材加工的要求越來(lái)越高，薄板柜機(jī)構(gòu)是板材成形加工行業(yè)的一個(gè)重要部分。自動(dòng)化立式板材多點(diǎn)沖頭成形應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)今社會(huì)板材加工、板材成形加工等概念已經(jīng)逐漸為廣大公眾所了解，其相應(yīng)的管理技術(shù)也在許多大、中型企業(yè)中付諸實(shí)施。計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的飛速發(fā)展，為現(xiàn)代企業(yè)的板材成形加工管理提供了重要的技術(shù)支持。自動(dòng)化板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置就是自控技術(shù)在板材成形加工管理上的一個(gè)很好的應(yīng)用。自動(dòng)化板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置不僅具有節(jié)省用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高板材成形加工效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、減少流動(dòng)資金積壓等功能，鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)在板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置中應(yīng)用較為普遍，具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)動(dòng)力大、要求安裝精度低的優(yōu)點(diǎn)，在板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中具有重要作用。在溝通板材成形加工信息、銜接產(chǎn)需、保證生產(chǎn)均衡、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)儲(chǔ)備與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策等方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用，使人們真正享受到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)板材成形加工管理的益處。自動(dòng)化板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置是融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)裝夾管理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、機(jī)電技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)，科技含量高，并具有一定的復(fù)雜性。從上世紀(jì)50年代英國(guó)學(xué)者AlexanderParks發(fā)明并申請(qǐng)獲得銅板拉深工藝專利以來(lái)，拉深成形工藝不斷取得發(fā)展和廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外廣大科技工作者和技術(shù)人員都對(duì)沖壓拉深成形工藝進(jìn)行了大量深入的研究分析，并在板料性能與成形工藝之間的關(guān)系、數(shù)值模擬、成形缺陷的預(yù)報(bào)、成形性能和成形極限等方面取得了許多進(jìn)展。在國(guó)外,試驗(yàn)分析的方法是早期對(duì)板料沖壓拉深成形的主要研究方法。1968年Keeler采用了一種獨(dú)特的網(wǎng)格法（在胚料面上印制均勻的圓形網(wǎng)格）來(lái)進(jìn)行沖壓成形實(shí)驗(yàn)，并分析網(wǎng)格尺寸的變化情況來(lái)判斷金屬的流動(dòng)，由此提出了采用FLD圖來(lái)評(píng)判材料的成形性能，它的提出為金屬板料成形技術(shù)發(fā)展翻開了嶄新的一頁(yè)。但這個(gè)階段，板料成形技術(shù)的研究還是依托在經(jīng)典的成形力學(xué)理論，只能求解一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題，研究也只將板料的成形性和成形力學(xué)作為重點(diǎn)，而對(duì)于像汽車這種型面復(fù)雜、大批量生產(chǎn)的行業(yè)需求根本無(wú)法得到有效的解決。板料成形技術(shù)的研究在20世紀(jì)的后期得到了迅猛的發(fā)展，特別是20世紀(jì)60年代對(duì)板料成形數(shù)值模擬仿真技術(shù)研究的興起，對(duì)于板料成形技術(shù)具有深刻而重大的歷史意義。目前，人們?cè)诎辶蠜_壓拉深成形以及有限元在加工工藝中的利用等方面做了大量的工作，獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為模具的設(shè)計(jì)以及實(shí)際的生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于模具設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致在沖壓成形過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的成形缺陷，如起皺、破裂、回彈等。雖然長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和技術(shù)專家對(duì)金屬板料的成形性能及板料成形過(guò)程的各種影響因素進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，總結(jié)出了一系列的經(jīng)驗(yàn)公式和方法，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為模具工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有效的參考。但就目前的發(fā)展?fàn)顩r而言，對(duì)模具設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，采用傳統(tǒng)方法和經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成復(fù)雜成形零件的模具設(shè)計(jì)仍然是難度很高的工作。因此，如何解決以上的問(wèn)題就成為未來(lái)發(fā)展的迫切需要。板料拉深成形作為一種十分重要的制造技術(shù)，在汽車制造、航天航空、電子儀器和兵器工業(yè)等制造業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，而拉深模具的設(shè)計(jì)是拉深成形的重要內(nèi)容，基于傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法很難完全滿足生產(chǎn)的需要。近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元方法的發(fā)展，板料拉深成形數(shù)值模擬已經(jīng)成為金屬塑性加工領(lǐng)域的重要課題之一。并且國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開始采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)板料拉深成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，可以全面地了解板料在拉深變形過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布，預(yù)測(cè)成形缺陷的出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)者提供進(jìn)行工藝分析和模具設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)，從而可以提高模具的設(shè)計(jì)水平、縮短模具的設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。在傳統(tǒng)的板料成形中，通常采用實(shí)驗(yàn)和理論研究相結(jié)合的方法來(lái)預(yù)防成形過(guò)程中的缺陷。但是對(duì)于精度要求較高的板材成形過(guò)程，傳統(tǒng)的方法存在一定的局限性。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)和有限元數(shù)值模擬技術(shù)的不斷發(fā)展完善，為板材成形過(guò)程的研究提供了一種嶄新而有效的方法。目前國(guó)內(nèi)外多使用的是一名為DYNAFORM的軟件，其是由美國(guó)ETA公司和LSTC公司聯(lián)合開發(fā)研制的。DYNAFORM軟件是基于LS-DYNA的板料成形模擬軟件，主要功能包括壓邊、拉深、彎曲、回彈、多工步成形在內(nèi)的鈑金成形過(guò)程、液壓成形、輥軋成形、模具成形等。通過(guò)該軟件數(shù)值模擬，可以全面了解板料在沖壓過(guò)程中的真實(shí)情況，能夠?qū)崿F(xiàn)胚料夾持、壓邊圈壓合、拉延筋設(shè)置、沖壓加載、卸載回彈及切邊回彈的全過(guò)程模擬，定量地確定破裂、起皺、鼓動(dòng)和回彈等的部位與嚴(yán)重程度。還能夠分析模具間隙、摩擦狀態(tài)、壓邊力大小、材料參數(shù)和沖壓速度等各種因素對(duì)沖壓過(guò)程的影響并進(jìn)行靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。板料成形模擬技術(shù)的發(fā)展是建立在有限元技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)之上的。50年代中期，M.J.Turner和R.W.Clough等人用簡(jiǎn)單受載鉸接的平板三角形單元進(jìn)行了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)分析，該工作被認(rèn)為是有限元法的創(chuàng)始。Courant、Argyris、Turner、Clough和Zienkiewicz的五組論文促成了有限元法的誕生，奠定了早期有限元法的理論基礎(chǔ)。此后，有限元模擬技術(shù)得到了很大的發(fā)展，但只能處理彈性力學(xué)問(wèn)題，其應(yīng)用僅僅局限于結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析。直到1959年，R.Hill開展了大變形的理論基礎(chǔ)研究，彈塑性有限元法才被提出。但該方法真正在塑性加工領(lǐng)域開始應(yīng)用則是在1967年，P.V.Marcal教授和I.P.King首次推導(dǎo)了彈塑性有限元公式，并用來(lái)求解彈塑性變形問(wèn)題。1968年，Y.Yamada推導(dǎo)了小變形問(wèn)題彈塑性矩陣的顯式表示，大大推進(jìn)了小變形彈塑性有限元法的發(fā)展和應(yīng)用。以小變形理論為基礎(chǔ)的彈塑性有限元法只適用于分析板料成形的初期階段，隨著變形量的增加會(huì)出現(xiàn)明顯的誤差。因此，人們又致力于發(fā)展大變形彈塑性有限元法。1970年，Hibbit、Marcal和Rice首次提出了基于有限變形理論的大位移、大應(yīng)變彈塑性有限元法，采用了全量拉格朗日公式，并根據(jù)虛功率增率原理，導(dǎo)出了有限元列式。此后，McMeeking和Rice在1974年建立了更新的拉格朗日格式的大變形彈塑性有限元法。1973年，Oden、Bhandari、Yagewa和Chung建立了熱粘彈塑性大變形有限元法。對(duì)于金屬塑性成形而言，由于彈性變形遠(yuǎn)小于材料的塑性變形，因此在某些情況下可以忽略彈性變形。Kobayashi和C.H.Lee認(rèn)真分析了這個(gè)問(wèn)題，于1973年提出了剛塑性有限元法（rigid-plasticFEM）。至此，在經(jīng)過(guò)上述學(xué)者的共同努力下，應(yīng)用于大變形分析的彈塑性有限元理論系統(tǒng)已經(jīng)建立了起來(lái)。國(guó)內(nèi)的板料成形技術(shù)起步相對(duì)國(guó)外較晚。從80年代后期，國(guó)內(nèi)的有關(guān)學(xué)者才開始金屬塑性成形分析的研究。直到改革開放以后，我國(guó)沖壓模擬仿真技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者的不懈努力，終于有了長(zhǎng)足進(jìn)步。與此同時(shí)，學(xué)者們對(duì)前人研究的結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)和發(fā)展，如KBE（Knowledge-basedEngineering）技術(shù)的應(yīng)用，多點(diǎn)成形技術(shù)的探討與應(yīng)用，變壓邊技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，板料成形的模擬分析并進(jìn)行計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)。1.2多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置概述多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置是拉深成形是通過(guò)模具對(duì)板料施加復(fù)雜的外力，引發(fā)板內(nèi)出現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，促使板料產(chǎn)生理想方向的流動(dòng)。板料在載荷的作用下，受模腔形狀的約束，其邊界不斷發(fā)生變化。在整個(gè)變形過(guò)程中，材料的某些邊界部分可能逐漸與模具接觸而變?yōu)榧s束邊界，同時(shí)，有些本已受約束的材料表面可能會(huì)脫離與模具表面的接觸而重新成為自由邊界，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。為得到可信的結(jié)果，在用有限元數(shù)值模擬板料成形過(guò)程，必須用恰當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)描述模型的幾何形狀，選擇合適的接觸算法，選擇合適摩擦模型。板料拉深成形技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：壓力機(jī)械、拉深模具、拉深成形工藝、壓邊技術(shù)、薄板材料、潤(rùn)滑技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等。在這些技術(shù)中，拉深模具和成形工藝是最為關(guān)鍵的技術(shù)。因?yàn)椴煌馁|(zhì)和形狀的零件需要完全不同的工藝方法和模具，只有合理的模具結(jié)構(gòu)和尺寸，恰當(dāng)?shù)墓に嚪桨覆拍苌a(chǎn)出質(zhì)量完全合格的產(chǎn)品。而傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)主要是通過(guò)定性分析、物理模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐驗(yàn)證等手段進(jìn)行，對(duì)模具型面的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的選擇也主要依靠設(shè)計(jì)人員根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具設(shè)計(jì)、制造完成以后，通過(guò)不斷試模調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝參數(shù)來(lái)完成的。這種傳統(tǒng)的方法在很大程度上受工藝分析人員和模具設(shè)計(jì)人員本身經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的限制，具有很大的不確定因素。而且模具的調(diào)試和返修，占用了大量的時(shí)間，不但影響了生產(chǎn)進(jìn)度，而且模具經(jīng)過(guò)多次返修，還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)修磨余量不足而使模具報(bào)廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已明顯不適應(yīng)當(dāng)前沖壓生產(chǎn)發(fā)展的需要。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開始采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)板料成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，可以全面地了解板料在變形過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布，預(yù)測(cè)成形缺陷的出現(xiàn)，給設(shè)計(jì)者提供進(jìn)行工藝分析和模具設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)，從而可以提高模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短模具的設(shè)計(jì)周期。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能幫助解決的主要問(wèn)題包括零件毛坯形狀和展開尺寸的確定、零件回彈量的計(jì)算、壓邊力的確定、應(yīng)變分布計(jì)算、零件厚度分布的預(yù)測(cè)、破裂及起皺的預(yù)測(cè)、工藝方案和參數(shù)的優(yōu)化?？梢詳嘌?，板料成形的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將是板料沖壓成形今后的主要研究和應(yīng)用方向。然而，目前的板料成形過(guò)程中依舊存在著一些質(zhì)量問(wèn)題，例如：拉深的變形區(qū)較大，金屬流動(dòng)性大，拉深過(guò)程中位于凸緣部分的材料因切向壓縮極易起皺，處于凸模圓角區(qū)的材料因受到徑向強(qiáng)烈拉深而嚴(yán)重變薄，甚至斷裂，從而導(dǎo)致拉深失敗。因此有必要分析拉深時(shí)的變形特點(diǎn)，找出發(fā)生起皺、拉裂的根本原因，從而指導(dǎo)工藝制定和模具的設(shè)計(jì)，以提高拉深件的質(zhì)量。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)①搜集相關(guān)板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)構(gòu)及鋼纜傳動(dòng)的相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能原理，掌握相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)技能。②對(duì)自動(dòng)運(yùn)行薄板拉形實(shí)驗(yàn)裝置外形尺寸設(shè)計(jì)，板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置寬度280mm；薄板600mm；板材多點(diǎn)沖頭成形實(shí)驗(yàn)裝置的有效載荷>300kg；單個(gè)托盤的最大有效載荷15kg；托盤寬240深37等。③對(duì)自動(dòng)運(yùn)行薄板拉形實(shí)驗(yàn)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械部分設(shè)計(jì)，通過(guò)功能原理及受力分析，重點(diǎn)對(duì)運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，鋼纜懸掛托盤進(jìn)行運(yùn)行，通過(guò)計(jì)算對(duì)電機(jī)減速機(jī)選型，托盤通過(guò)導(dǎo)軌能夠運(yùn)行，避免跑偏；自動(dòng)安全固定臺(tái)兩扇能夠同時(shí)開啟/關(guān)閉，并由按鍵控制開關(guān)；對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足載荷要求情況下節(jié)約材料，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。對(duì)各部分關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。④利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行二維裝配圖和零件圖繪制，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

第2章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置結(jié)構(gòu)分析目前,所使用的成型設(shè)備其相關(guān)參數(shù)如下:1.非防爆型電熱式成型機(jī)(重量約2000㎏).適于薄板寬≤1200㎜,成型長(zhǎng)度≤800㎜的薄板的成型(僅適用于分層薄板)使用.2.防爆型電熱式成型機(jī)(重量約4500㎏).適于地面或含有煤塵、瓦斯等爆炸氣體的煤礦井下等場(chǎng)所使用.適用于薄板寬≤1400㎜,成型長(zhǎng)度≤1600㎜的薄板的成型(適用于各種薄板成型,另鋼絲繩芯薄板能做到ST2500).2.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對(duì)鑒于各種多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置械結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置是以上成型合金板、下成型合金板、固定裝置、上框架、下框架、墊片，并架設(shè)結(jié)構(gòu)。盡可能地滿足結(jié)構(gòu)和力量的需求。這不僅易于安裝，而且美觀實(shí)用。圖2-1臥式多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置整體結(jié)構(gòu)不僅要求結(jié)構(gòu)緊湊，而且具有靈活的旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)速度與橫向臥式摩擦裝置的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。在塑料薄膜成形器中，多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置物被包裹在上部中，并且多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置物在下部部分進(jìn)入下邊緣并且在橫向方向上被密封以密封管道的下部。然后，管向前移動(dòng)。下邊緣塑料密封件還用于將驅(qū)動(dòng)力施加到薄板上以驅(qū)動(dòng)薄板和前者中的管的向前移動(dòng)。

第3章工藝過(guò)程設(shè)計(jì)3.1框板毛坯及加工方法在擬定工藝路線時(shí)，除了首先考慮定位基準(zhǔn)的選擇外，還應(yīng)當(dāng)考慮各表面加工方法的選擇，工序集中與分散的程度，加工階段的劃分和工序先后順序的安排等問(wèn)題。目前還沒(méi)有一套通用而完整的工藝路線擬定方法，只總結(jié)出一些綜合性原則，在具體運(yùn)用這些原則時(shí)，要根據(jù)具體條件綜合分析。表面加工方法的選擇，就是為零件上每一個(gè)有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工方法。在選擇時(shí)，一般先根據(jù)表面的精度和粗糙度要求選定最終加工方法，然后再確定精加工前準(zhǔn)備工序的加工方法，即確定加工方案。由于獲得同一精度和粗糙度的加工方法往往有幾種，在選擇時(shí)除了考慮生產(chǎn)率要求和經(jīng)濟(jì)效益外，還應(yīng)考慮下列因素：(1)工件材料的性質(zhì)(2)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸(3)生產(chǎn)類型(4)具體生產(chǎn)條件根據(jù)板框的技術(shù)要求特點(diǎn)：B面、R面、F面和T面的表面光潔度是0.8um，可以選擇粗銑-精銑-磨削的加工來(lái)達(dá)到要求。其余兩個(gè)面的表面光潔度是6.3um，可以選擇粗銑-精銑的加工方法來(lái)達(dá)到要求。各面上的孔，可以選擇用鉆削加工來(lái)達(dá)到要求。螺紋加工可以選擇用攻絲機(jī)加工來(lái)達(dá)到要求。3.2選擇框板工藝路線目前制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用模具，并盡量是工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除次外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果是生產(chǎn)成本盡量降低。根據(jù)板框的零件圖分析其結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)，確定板框的兩種加工工藝。工藝路線方案一：工序10以T面為底面，粗銑加工B面；工序20以B面為底面，粗銑加工其余所有面，保證相鄰兩面兩兩垂直；工序30以T面為底面，精銑加工B面；工序40以B面為底面，精銑加工其余所有面，保證相鄰兩面兩兩垂直；工序50以T面、F面及A面為基準(zhǔn)，鉆B面上兩個(gè)螺紋底孔；工序60以B面及50工序中鉆出的兩個(gè)孔為基準(zhǔn)，鉆T面上的四個(gè)小孔和一個(gè)大孔；工序70以L面、A面和T面為基準(zhǔn)，鉆R面上的孔及擴(kuò)螺紋底孔；工序80以A面、T面和L面為基準(zhǔn)，鉆F面上的孔；工序90攻各面上的螺紋；工序100磨削B面、R面、F面和T面，使之達(dá)到圖紙要求的粗糙度。工藝路線方案二：工序10以T面為底面，粗銑加工B面；工序20以B面為底面，粗銑加工其余所有面，保證相鄰兩面兩兩垂直；工序30以T面為底面，精銑加工B面；工序40以B面為底面，精銑加工其余所有面，保證相鄰兩面兩兩垂直；工序50磨削B面、R面、F面和T面，使之達(dá)到圖紙要求的粗糙度；工序60以T面、F面及A面為基準(zhǔn)，鉆B面上兩個(gè)螺紋底孔；工序70以B面及50工序中鉆出的兩個(gè)孔為基準(zhǔn)，鉆T面上的四個(gè)小孔和一個(gè)大孔；工序80以L面、A面和T面為基準(zhǔn)，鉆R面上的孔及擴(kuò)螺紋底孔；工序90以A面、T面和L面為基準(zhǔn)，鉆F面上的孔；工序100攻各面上的螺紋。對(duì)于上述兩種方案，工藝路線二把鉆孔和擴(kuò)螺紋底孔作為磨削后一道工序完成，在此之前對(duì)于別的加工表面的加工很難對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，造成生產(chǎn)率的下降。工藝路線一把磨削B面、R面、F面和T面作為最后一道工序，這樣，就很容易對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，此方案定位精度高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。

通過(guò)以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)的分析，最后確定工藝路線一為該零件的加工路線。3.3選擇框板機(jī)械加工設(shè)備選擇機(jī)械加工設(shè)備，需按零部件的加工工藝要求來(lái)。工序10-工序40是銑削加工，板框的加工數(shù)量較少，所以選擇的加工設(shè)備為：S6050銑床。工序50-工序90為加工孔攻螺紋工序，采用的加工設(shè)備為：Z5025鉆床。工序100為平面磨削工序，選擇平面磨床M618。3.4確定各工序尺寸及公差根據(jù)選擇的加工設(shè)備及切削刀具，詳細(xì)工序如下表1：表1詳細(xì)加工工序序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具定位基準(zhǔn)1粗銑加工B面S6050銑床面銑刀T面2粗銑加工其余所有面S6050銑床面銑刀B面3精銑加工B面S6050銑床面銑刀T面4精銑加工B以外所有面S6050銑床擴(kuò)孔鉆B面5鉆B面上兩個(gè)螺紋底孔Z5025鉆床鉆頭T面、F面及A面6鉆T面上的四個(gè)小孔和一個(gè)大孔Z5025鉆床鉆頭B面及50工序中鉆出的兩個(gè)孔7鉆R面上的孔及擴(kuò)螺紋底孔Z5025鉆床鉆頭L面、A面和T面8鉆F面上的孔Z5025鉆床鉆頭A面、T面和L面9攻各面上的螺紋Z5025鉆床鉆頭A面、T面、L面、B面10磨削B面、R面、F面和T面平面磨床M618砂輪B面、R面、F面和T面銑削板框長(zhǎng)度方向的公差如表1所示。表2銑150尺寸及公差原始尺寸粗銑加工后尺寸精銑加工后尺寸磨削后尺寸152+1mm150.70.2mm150.10.05mm1500.02mm銑削板框?qū)挾确较虻墓钊绫?所示。表3銑80尺寸及公差原始尺寸粗銑加工后尺寸精銑加工后尺寸磨削后尺寸82+1mm80.70.2mm80.10.05mm800.02mm銑削板框高度方向的公差如表3所示。表4銑100尺寸及公差原始尺寸粗銑加工后尺寸精銑加工后尺寸磨削后尺寸102+1mm100.70.2mm100.10.05mm1000.02mm鉆板框Φ20.5孔的公差如表4所示。3.5切削用量確定1)銑削深度：選擇a1=1.3mm，a2=0.6mm，兩次次走刀即可完成。2)每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73：按照機(jī)床功率選擇中等等級(jí)加工，得f=0.2～0.3mm/z。根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書取f=0.25mm/z3)刀具后刀面磨損和壽命：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-71：后刀面最大磨損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8Xs4)計(jì)算切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3-2：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得粗銑=1；其中a=2.0mm，=150mm，=0.25mm/z所以=0.28m/s=16.8m/min根據(jù)可得：第一章緒論根據(jù)S6050機(jī)床使用書說(shuō)明選擇n=71r/min.則實(shí)際的切削速度為：根據(jù)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量得：查S6050根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明選擇=190mm/min

第4章數(shù)控加工及仿真4.1零件工藝卡工序卡片是工藝規(guī)程的一種形式。它是按零件加工的每一道工序編制的一種工藝文件。它的內(nèi)容包括：每一工序的詳細(xì)操作、操作方法和要求等。它適用于大量生產(chǎn)的全部零件和成批生產(chǎn)的重要零件。在單件小批量生產(chǎn)中，一些特別重要的工序也需要編制工序卡片。機(jī)械加工工序卡片是根據(jù)機(jī)械加工工藝卡片為一道工序制訂的。它更詳細(xì)地說(shuō)明整個(gè)零件各個(gè)工序的要求，是用來(lái)具體指導(dǎo)工人操作的工藝文件。在這種卡片上要畫工序簡(jiǎn)圖，說(shuō)明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設(shè)備及工藝裝備。一般用于大批量生產(chǎn)的零件。4.2零件編程1.坐標(biāo)系統(tǒng)（1）機(jī)床坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床是以機(jī)床主軸線方向?yàn)閆軸方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向。（2）加工原點(diǎn)本系統(tǒng)定義為加工程序運(yùn)行的起始位置為加工原點(diǎn)，即參考點(diǎn)。（3）工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系零件圖樣給出以后，首先應(yīng)找出圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)。其它各項(xiàng)尺寸均是以基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注的。該基準(zhǔn)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立一個(gè)Z軸與X軸的直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。2.部分指令參考如下：G00快速點(diǎn)定位G01直線插補(bǔ)G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G71輪廓粗加工循環(huán)G73封閉輪廓車削復(fù)合固定循環(huán)G81端面循環(huán)指令G82螺紋單一固定切削循環(huán)指令M05主軸停止M30程序段結(jié)束并返回到起始段本次設(shè)計(jì)的零件的程序采用手工編輯，華中數(shù)控機(jī)床，所編的加工程序如下：表4.1零件數(shù)控加工程序卡零件圖號(hào)01零件名稱軸類零件編制日期2017.10.22程序號(hào)O0022數(shù)控系統(tǒng)華中系統(tǒng)編制程序內(nèi)容程序說(shuō)明外圓加工%0022T0101M03S600G00X52Z2G73U17R17P10Q20X0.5Z0F100M03S1000F60N10G42G01X0Z0G03X16Z-8R8G01Z-10X17.8X21.8Z-12Z-24X26Z-34Z-41G02X34Z-45R4G01Z-54N20G40G01X50G00X100Z100M05M30程序名一號(hào)刀（外圓車刀）主軸正轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速600r/minX、Z軸的快速定位外徑粗切循環(huán)加工精加工輪廓開始精加工輪廓結(jié)束快速退回到換刀點(diǎn)主軸停止主程序結(jié)束表4.2零件數(shù)控加工程序卡零件圖號(hào)01零件名稱軸類零件編制日期2017.10.22程序號(hào)O0033數(shù)控系統(tǒng)華中系統(tǒng)編制程序內(nèi)容程序說(shuō)明切槽、螺紋加工%0033T0202M03S600G00X24Z-24G01X18F30X23Z-23.5X21.8X20.8Z-24X23G00X100Z100T0303M03S600G00X24Z-6G82X21Z-22F1.5G82X20.4Z-22F1.5G82X20Z-22F1.5G82X19.8Z-22F1.5G00X100Z100M05M30程序名二號(hào)刀（切槽刀，寬4mm）主軸正轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速600r/minX、Z軸的快速定位快速退回到換刀點(diǎn)三號(hào)刀（螺紋車刀60°）主軸正轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速600r/min到螺紋循環(huán)起點(diǎn)位置加工螺紋，背吃刀量0.8mm加工螺紋，背吃刀量0.6mm加工螺紋，背吃刀量0.4mm加工螺紋，背吃刀量0.16mm快速退回到換刀點(diǎn)主軸停止主程序結(jié)束4.3仿真模擬加工雙擊華中系統(tǒng)型仿真系統(tǒng)：進(jìn)入華中系統(tǒng)型仿真加工界面→寫比例，考慮圖形大小，選取放大比例值1：5確定將程序單步運(yùn)行；仿真模擬加工成功。如圖3.1所示：1.機(jī)床的選擇 圖4.1（1）按下急停按鈕和復(fù)位按鈕，使機(jī)床能夠正常運(yùn)行。機(jī)床的回參考點(diǎn)。2.點(diǎn)擊回參考點(diǎn)/X、Z軸會(huì)自動(dòng)回到原始位置（X0、Z0）/然后就可以開始下面的操作。3.定義零件毛胚點(diǎn)擊菜單里面“零件”，選擇“定義毛胚”，在出現(xiàn)的對(duì)話框（如圖3.2所示）中改寫零件尺寸為直徑50mm，長(zhǎng)為80mm，名字為缺省值“毛胚1”然后按確定按鈕。圖4.24.安裝零件點(diǎn)擊菜單里的“零件”，選擇“放置零件”，在出現(xiàn)的對(duì)話框（如圖3.4所示）中，選取類型為“選擇毛胚”，然后選取“毛胚1”的零件。然后按確定按鈕，此時(shí)，界面上出現(xiàn)可以控制零件移動(dòng)的面板，選擇零件的伸出長(zhǎng)度，然后點(diǎn)擊退出按鈕。5.選擇刀具和對(duì)刀選擇刀具：點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇刀具”在“選擇車刀”對(duì)話框中根據(jù)加工方式選擇所需的刀片（V型刀片）和刀柄(H型刀柄)，輸入刀尖半徑0.4mm,刀具長(zhǎng)度60mm,確定后退出。如圖3.3所示。圖3.3對(duì)刀：切換到手動(dòng)狀態(tài)，點(diǎn)擊“-X,-Z”按鈕不動(dòng)，使刀具大致移動(dòng)到可切削零件的位置，然后點(diǎn)擊“”按鈕使所選刀具試切車工件外圓，再沿X軸的正方向退出來(lái)，再點(diǎn)擊菜單“工藝分析/測(cè)量”，記下X的值，所得X軸的坐標(biāo)為；點(diǎn)擊“”按鈕，試切削工件端面，再沿“”退出，點(diǎn)擊在參考數(shù)偏表的試切直徑里輸入0，得到Z軸的坐標(biāo)，其他刀具也是一樣的對(duì)刀，如圖所示：圖3.4圖3.56.導(dǎo)入數(shù)控程序按功能鍵，在下級(jí)子菜單中按軟鍵，在彈出的菜單中選擇“導(dǎo)入程序”圖3.6在彈出的對(duì)話框中選擇。如圖3.7所示：圖3.77.檢查運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)擊控制面板上的檢測(cè)按鈕，切換到自動(dòng)狀態(tài)，完成數(shù)控程序?qū)牒?，把刀具?duì)好運(yùn)動(dòng)軌跡就馬上顯示出來(lái)，即可觀察數(shù)控程序的運(yùn)行軌跡，此時(shí)可通過(guò)“視圖”菜單中的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)的放縮、動(dòng)態(tài)平移等方式對(duì)運(yùn)行軌跡進(jìn)行全方位的動(dòng)態(tài)觀察，運(yùn)行軌跡如圖3.8所示：圖3.88.自動(dòng)加工在完成仿真程序的導(dǎo)入、對(duì)刀等工作后，可進(jìn)行自動(dòng)加工。先將刀架移動(dòng)到離工件有一定距離（換刀時(shí)刀具不會(huì)與工件相撞的位置）的地方，在控制面板上點(diǎn)擊循環(huán)啟動(dòng)按鈕，轉(zhuǎn)入到自動(dòng)加工狀態(tài)，加工完畢后得到的零件如圖3.9所示：圖3.9加工完成后的模擬仿真圖

第5章三維建模5.1三維軟件概述本設(shè)計(jì)主要采用solidworks2014軟件對(duì)多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置機(jī)進(jìn)行三維建模和工程繪圖，并使用solidworks2014軟件構(gòu)建產(chǎn)品的3D模型。solidworks2014軟件具有強(qiáng)大的功能和廣泛的組件。solidworks2014是強(qiáng)大的，易于學(xué)習(xí)，易于使用和技術(shù)創(chuàng)新。這是solidworks2014的三個(gè)特點(diǎn)，使solidworks2014成為主流和主流的3dCAD解決方案。solidworks2014可以提供不同的設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量。solidworks2014不僅提供了這樣一個(gè)強(qiáng)大的功能，而且對(duì)于每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，它都很容易操作，易于學(xué)習(xí)和使用。對(duì)于熟悉微軟Windows系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)，他們基本上可以由solidworks2014設(shè)計(jì)。solidworks2014的獨(dú)特的拖放功能使用戶能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成大型的組裝設(shè)計(jì)。solidworks2014資源管理器是與Windows資源管理器相同的CAD文件管理器，可以方便地管理CAD文件。通過(guò)solidworks2014，用戶可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，并更快地向市場(chǎng)交付高質(zhì)量的產(chǎn)品。在市場(chǎng)上看到的三維CAD解決方案中，solidworks2014是設(shè)計(jì)過(guò)程中最方便、最方便的軟件之一。美國(guó)著名咨詢公司Daratech評(píng)論道:“Windows是基于solidworks2014平臺(tái)的CAD軟件中最著名的品牌，它是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者?！痹O(shè)計(jì)功能強(qiáng)大，操作方便(包括Windows風(fēng)格，點(diǎn)/拖/落錘，剪切/粘貼)solidworks2014協(xié)作，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)100%可編輯，在零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工程圖紙之間都有關(guān)聯(lián)。5.2零件圖繪制利用solidworks2014對(duì)多點(diǎn)沖頭薄板成型裝置機(jī)主要零件進(jìn)行繪制。通過(guò)草圖繪制，曲面