機械制造工藝學課程設計說明書

年4月19日機械制造工藝學課程設計說明書文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正?！稒C械制造工藝學》課程設計說明書題目:CA6140車床法蘭盤機械加工工藝規(guī)程及夾具設計學院:工學院姓名:學號:班級:機制104班指導教師:楊衛(wèi)平二O一二年十二月目錄(自動生成的目錄參考1緒論-1-1.1引言-1-1.2超聲加工相關技術概述-1-1.2.1超聲技術的起源與發(fā)展錯誤!未定義書簽。1.2.2傳統(tǒng)超聲加工技術-1-1.2.3旋轉超聲加工技術錯誤!未定義書簽。1.3超聲加工技術的國內外研究現(xiàn)狀錯誤!未定義書簽。1.3.1超聲振動切削的研究進展錯誤!未定義書簽。1.3.2超聲復合加工的研究進展錯誤!未定義書簽。1.3.3超聲表面光整加工的研究進展錯誤!未定義書簽。1.3.4旋轉超聲加工的研究進展錯誤!未定義書簽。1.4課題研究依據(jù)及本文所做的工作錯誤!未定義書簽。2旋轉超聲磨削及其加工機理分析-4-2.1旋轉超聲磨削的原理-4-2.2傳統(tǒng)磨削中的材料去除機理錯誤!未定義書簽。2.2.1塑性材料的去除機理錯誤!未定義書簽。2.2.2脆性材料的去除機理錯誤!未定義書簽。2.3超聲加工的材料去除機理錯誤!未定義書簽。2.3.1傳統(tǒng)超聲加工中的材料去除機理錯誤!未定義書簽。2.3.2旋轉超聲加工中的材料去除機理錯誤!未定義書簽。2.4旋轉超聲磨削的材料去除機理錯誤!未定義書簽。2.5本章小結錯誤!未定義書簽。6總結錯誤!未定義書簽。參考文獻錯誤!未定義書簽。致謝錯誤!未定義書簽。i1課程設計任務及要求1.1課程設計任務機械制造工藝學課程設計要求學生在完成機械制造工藝學理論知識學習、進行了生產(chǎn)實習后,經(jīng)過課程設計實踐性教學環(huán)節(jié),獲得綜合運用所學知識進行工藝規(guī)程及工藝裝備設計的基本能力。主要鍛煉學生能理論聯(lián)系實際,正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題,保證零件的加工質量;根據(jù)保證工序質量要求,結合工程背景,提出工裝設計任務并完成符合生產(chǎn)實際的工裝設計;學會使用手冊及圖表資料,并掌握與本設計有關的各種資料的引用和標注。本次課程設計任務:某機床廠年生產(chǎn)CA6140車床5000臺,請完成該車床上,零件號為831004、毛坯為鑄件、材料為ZG45法蘭盤的工藝規(guī)程設計及滿足相應工序要求的夾具設計。零件技術要求如下圖所示。圖1CA6140車床法蘭盤零件圖企業(yè)年生產(chǎn)綱領⑴CA6140車床生產(chǎn)綱領為5000臺/年,每臺產(chǎn)品831004法蘭盤數(shù)量1件;⑵831004法蘭盤備品率為2%,廢品率為0.4%。企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件⑴毛坯為外協(xié)件,生產(chǎn)條件可根據(jù)需要確定;⑵現(xiàn)可供選用的加工設備有:?車床:CA6140、C3163、C5140?銑床:X5030A、X6132、X-30?刨床:B6050、BC6063、B?磨床:M1432、M2120、M7140、MT1040A?鏜床:TX619T、TX6210、TPX6111B、TK4163?鉆床:Z525、ZX50、Z3050、Z41161.2課程設計要求學生必須按機械制造工藝學課程設計指導書要求,完成以下課程設計任務,主要包括以下幾個部分:[1]零件圖一張[2]機械加工工藝卡片一套[3]課程設計說明書(不少于字一份[4]一人一個資料袋附圖:零件實物圖圖2CA6140車床831004法蘭盤-2-2零件技術要求及其結構工藝性分析2.1零件技術要求從設計任務中給定的零件圖可知,該零件尺寸精度中,最高精度等級為IT6、最低精度為未注公差;形狀精度均為未注公差;位置精度要求兩側平面相對φ20mm內孔軸心線端面跳動公差0.03mm、其余各幾何要素間相互之間位置精度均為未注公差;各加工表面的表面粗糙度值(Ra最大6.3微米、最小值0.4微米;毛坯采用ZG45鋼材料鑄造而成;其形狀是由簡單的回轉面、平面組合而成,幾何特征如下圖所示。其主要是在進給機構中起到連接件的作用。圖2CA6140車床831004法蘭盤三維圖2.2零件的結構工藝性分析2.2.1傳統(tǒng)超聲加工技術CA6140車床法蘭盤機械加工工藝規(guī)程及夾具設計超聲加工方法是近40年來逐步發(fā)展的一種新型加工方法，它不但能加工硬質合金、淬火鋼等脆性金屬材料，而且適合于半導體和不導電的非金屬硬脆材料（如半導體硅片、玻璃、陶瓷以及金屬基碳化硅復合材料等）的精密加工和成形加工[1,7,8]。在難加工材料和精密加工中，超聲波加工方法具有普通加工無法比擬的工藝效果，具有廣泛的應用范圍[1,15]。1.傳統(tǒng)超聲加工的原理傳統(tǒng)超聲加工是利用工件做超聲振動，并沿工具頭振動方向施加一定壓力，經(jīng)過液體磨料來加工材料。如圖1-1所示，其原理為：加工時，超聲波發(fā)生器經(jīng)過換能器產(chǎn)生超聲頻振動，該振動振幅（約有5μm）一般比較小，不能滿足需求，需用變幅桿將換能器的振動振幅放大后（振幅為20~30μm），再傳給工具。換能器超聲波發(fā)生器超聲振動加壓工具磨料噴嘴工件變幅桿磨料工件圖1-1超聲加工示意圖由于工具與工件間充滿了液體（水或煤油）與磨料（如氧化鋁或碳化硅等）混合的懸浮液，且工具以很小的壓力壓在工件上。工作液中懸浮的磨粒在工具的超聲振動下以高速不斷沖擊工件加工表面，使該表面受到很大的壓強而產(chǎn)生材料的變形，當應力超過其強度極限時，材料將發(fā)生破壞而成粉末狀去除。同時由于懸浮工作液的擾動，促使磨料以高速拋磨工件的加工表面。另外，懸浮工作液受工具端部的超聲振動而產(chǎn)生的“空化”現(xiàn)象在工件表面形成液體空腔，促使液體滲入被加工材料的縫隙處，而空腔的瞬時閉合又引起強烈的液壓沖擊，加快了工件材料的機械破除作用，并有利于加工區(qū)域磨料懸浮液的均勻攪拌和磨蝕產(chǎn)物的排除。磨料懸浮液的循環(huán)流動使磨料不斷更新，并帶走被粉碎下來的材料微粒，工具逐漸滲入到材料中，工具形狀便復現(xiàn)在工件上。因此，超聲加工是磨粒在超聲振動下的機械沖擊和拋磨作用與超聲空化作用的綜合結果，其中磨料的連續(xù)沖擊和拋磨起著主要作用。2.傳統(tǒng)超聲加工的特點由超聲加工的原理和過程能夠看出，超聲加工具有如下特點：-2-CA6140車床法蘭盤機械加工工藝規(guī)程及夾具設計1由于超聲加工是靠磨料及液體分子的不斷沖擊和空化作用來進行加工的，因此適合加工各種硬脆材料，如玻璃、陶瓷、寶石、半導體等，特別是電加工難以加工的導電性能差的材料。2由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬時局部的沖擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小，切削應力、切削熱更小，不會產(chǎn)生變形及燒傷。加工精度高，尺寸精度可達0.01~0.02mm，表面粗糙度也較低，能夠達到Ra0.63~0.08um，很適于加工薄壁、窄縫、低剛度零件。3工具可用較軟的材料、做成較復雜的形狀，且不需要工具和工件作比較復雜的相對運動，便可加工各種復雜的型腔和型面。一般超聲加工機床的結構比較簡單，操作、維修也比較方便。4雖然超聲加工的面積不大，且工具頭磨損較大，加工效率相對較低。但能夠與其它多種加工方法結合應用，如超聲電火花加工和超聲電解加工等。3.傳統(tǒng)超聲加工的應用超聲加工與其它加工方法相結合，逐漸發(fā)展成了多種多樣的超聲加工方法和方式，在生產(chǎn)中獲得了廣泛的應用。其主要應用范圍如下表1-1。隨著超聲加工研究的不斷深入，其應用范圍還將繼續(xù)擴大。表1-1超聲加工的應用范圍超聲切削加工超聲材料去除加工超聲磨削加工磨料沖擊加工超聲表面光整加工超聲車削、超聲鉆削、超聲鏜削、超聲插齒、超聲滾齒、超聲攻絲、超聲刨削、超聲振動鉸孔超聲修整砂輪、超聲磨削、超聲磨齒超聲打孔、超聲切割、超聲套料、超聲雕刻超聲拋光、超聲珩磨、超聲砂帶拋光、超聲壓光、超聲珩齒超聲焊接、超聲電鍍、超聲清洗、超聲處理超聲焊接和其它應用超聲塑性加工超聲拉絲、超聲拉管、超聲沖裁、超聲軋制、超聲彎管、超聲擠壓、超聲鉚墩超聲復合加工超聲電火花復合加工、超聲電解復合加工-3-CA6140車床法蘭盤機械加工工藝規(guī)程及夾具設計2旋轉超聲磨削及其加工機理分析2.1旋轉超聲磨削的原理旋轉超聲磨削的加工原理如圖2-1所示，其中，壓電陶瓷換能器用于將從外部接入的高頻電振蕩信號（由220V或380V的交流電經(jīng)超聲波發(fā)生器轉換而成）轉換為超聲頻機械振動；由于壓電陶瓷換能器產(chǎn)生的振幅較?。ù蠹s有5μm），一般不能滿足需求，需用變幅桿將換能器的振動振幅放大后（振幅為20～30μm）再傳至磨削工具，磨削工具在由電機驅動做旋轉運-4-CA6140車床法蘭盤機械加工工藝規(guī)程及夾具設計參考文獻[1]趙家齊.機械制造技術基礎課程設計指導書(第2版.北京:機械工