【端蓋零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計4800字（論文）】

端蓋零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u23557引言 天津輕工職業(yè)技術(shù)學院2020級畢業(yè)論文設(shè)計（論文）引言制造業(yè)是我國的支柱型產(chǎn)業(yè)之一，同時“中國制造”在全球也扮演著重要角色，可是我們至今尚未實現(xiàn)真正意義上的“中國創(chuàng)造”，以此甩掉“低端”標簽?！笆濉币?guī)劃中提到的“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大理念，將無疑成為我國新的增長動力。在“中國制造2025”的十大領(lǐng)域中，高端數(shù)控機床也同樣占據(jù)著一席之地，而且經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)數(shù)控技術(shù)也己發(fā)展的比較成熟、可靠的程度。當今世界各國都在大興制造業(yè)，對于企業(yè)而言，為了提高自身制造能力及其應對市場多變性的能力而普遍采用數(shù)控技術(shù)及裝備。在傳統(tǒng)加工的基礎(chǔ)之上，通過與計算機技術(shù)、LAPP及CAM技術(shù)的有效結(jié)合，繼而形成了數(shù)控加工工藝。相比傳統(tǒng)加工，它具有較大優(yōu)勢，成為當代加工行業(yè)不可缺少的工藝技術(shù)。在數(shù)控加工過程中，由于機床操作及編程對工藝人員的文化水平和機加工經(jīng)驗要求較高，加之工作本身的復雜性，就導致了許多企業(yè)的數(shù)控加工效率并不是很高，產(chǎn)品質(zhì)量也存在諸多問題，同時由于數(shù)控機床規(guī)格與加工產(chǎn)品不適應，導致機床加工精度不夠或是有些功能基本處于無用狀態(tài)。面對今天市場多品種、小批量及個性化生產(chǎn)的需求，企業(yè)所能獲得的邊際利潤越來越少，所以企業(yè)普遍以提高效率及采取有效的質(zhì)量保證來獲取更大利潤。對于制造業(yè)企業(yè)來說，工藝是質(zhì)量保證措施的重中之重，其水平高低直接影響著產(chǎn)品加工質(zhì)量。在追求時間概念的今天，工藝設(shè)計的效率問題，更成為了企業(yè)技術(shù)部門中所關(guān)注的焦點。面對這種新的挑戰(zhàn)，無形中就要求企業(yè)務必擁有一種既高效又能保證產(chǎn)品質(zhì)量的應對措施。本課題正是針對傳統(tǒng)加工己很難滿足當今市場需求，產(chǎn)品開發(fā)周期長，加工效率低下等問題，以端蓋零件為研究對象，對其加工工藝的分析和計算過程進行設(shè)計，使數(shù)控加工真正朝著“高質(zhì)、高效、低耗”發(fā)展，在市場競爭異常激烈的今天，這不論對于企業(yè)還是國家而言，都具有很大的現(xiàn)實意義。

第1章端蓋零件加工工藝設(shè)計分析1.1零件工藝分析1.1.1結(jié)構(gòu)分析制訂零件的機械加工工藝規(guī)程之前，對零件進行工藝性分析。首先應熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清楚各項技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對零件圖樣進行分析。如圖1-1所示零件便面由柱面，圓端蓋零件，順圓弧構(gòu)成，孔復雜其中多個直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛胚為ф50mm×80mm。圖1-1端蓋零件加工樣圖（45#棒材Φ25×50）該工件尺寸標注完整、正確、尺寸、基準統(tǒng)一、有利于定位基準與編程原點的統(tǒng)一。零件輪廓描述清楚，無熱處理及硬度要求。零件的結(jié)構(gòu)較為復雜，具有一定的加工難度。該零件的加工精度要求較高，加工精度等級為IT7（高精度）；表面粗糙度要求相對較高：直徑為20mm的圓柱部分粗糙度為Ra3.2，其余部分均為Ra1.6。1.1.2技術(shù)要求分析小批量生產(chǎn)條件編程，不準用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB01804-m處理，零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷，銳邊倒角為C0.5未注粗糙度部分光潔度按Ra6.3。整體式硬質(zhì)合金刀可以加工要求較高零件的較小部位，這樣加工可以取得較高的加工精度。整體硬質(zhì)合金刀具成本較高，在使用時注意刀具伸長不能太大，否則刀具會出現(xiàn)讓刀量大、易磨損等情況，因此也會出現(xiàn)折斷的危險。立統(tǒng)刀在統(tǒng)削零件周邊輪廓時候，注意刀具半徑要和零件輪廓的最小曲率半徑匹配。只能小，不能大。粗加工時可以選擇大的，精加工時一定要小。1.2毛坯的確定對于端蓋零件的毛坯主要根據(jù)零件的材料、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、及生產(chǎn)批量等因索來選擇。直徑較小的情況下，應該選擇棒料，也可以選擇實心鑄件。當需要大批量成產(chǎn)是，還可采用冷擠壓和粉末冶金等先進毛坯制造工藝，可在毛坯精度的提高基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)率。根據(jù)圖1-2工件的材料、形狀機構(gòu)以及尺寸等相關(guān)要點因素，本課題選擇φ25×50MM的棒料。圖1-2端蓋毛坯簡圖1.3基面的選擇1.3.1粗基準的選擇選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。選擇端蓋零件孔Φ20mm的外圓面和端蓋零件類頭右端面作為粗基準。因此端蓋零件以自為基準原則選擇上頂面為粗基準，下底面為精基準。采用Φ30mm外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋零件類頭右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。在銑床上加工標準節(jié)端蓋零件時，以15.8mm內(nèi)孔作為粗基準。滿足粗基準的選擇原則。1.3.2精基準的選擇根據(jù)該端蓋零件類零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇端蓋零件類頭左端面和叉軸孔的軸線作為精基準，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于端蓋零件類件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用端蓋零件類頭左端面作為精基準，夾緊力可作用在端蓋零件類頭的右端面上，可避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。該零件加工時，采用15.8mm內(nèi)孔作為精基準來加工端蓋零件類前后兩側(cè)面。

第2章端蓋零件加工工藝設(shè)計計算2.1數(shù)控車床的選擇加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助時間，很方便，而且能夠加工更加復雜的曲面等工件。圖2-1VMC850立式加工中心此畢業(yè)設(shè)計要求加工圖所示的零件，此零件必須使用數(shù)控機床進行加工，在加工過程種不需要更換機床和加工工作地點，該零件可以在車床上通過一次裝夾就能完成加工。本文選擇操做系統(tǒng)為VMC850立式數(shù)控加工機床。機床的主要規(guī)格和參數(shù)見表:表2-1VMC850立式加工中心詳細參數(shù)工作臺面尺寸（長×寬）405×1307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40/BT40（MAS403）工作臺最大縱向行程650mm主配控制系統(tǒng)FANUC0iMate-MC工作臺最大橫向行程450mm換刀時間（s）6.5s主軸箱垂向行程500mm主軸轉(zhuǎn)速范圍60—6000(r/min)工作臺T型槽（槽數(shù)-寬度×間距）5-16×60mm快速移動速度10000（mm/min）主電動機功率5.5/7.5（kw）進給速度5—800（mm/min）脈沖當量（mm/脈沖）0.001工作臺最大承載(kg)700kg機床外形尺寸(長×寬×高)(mm)2540mm×2520mm×2710mm機床重量(

kg)4000kg2.2刀具的選擇和刀具卡的制定2.2.1數(shù)控銑刀選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應；同時根據(jù)不同的工件材料和加工精度要求選擇不同參數(shù)的銑刀進行加工。加工較大的平面、較大的臺階面應選擇面銑刀；加工平面零件周邊輪廓、凹槽、較小的臺階面應選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面應應選擇模具銑刀；加工封閉的鍵槽應選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應選擇鼓形銑刀；加工立體型面和變斜角輪廓外形常采用球頭銑刀、鼓形銑刀；加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔應選擇成型銑刀。該零件所用銑刀主偏角取90°銑刀直徑的選擇：面銑刀直徑主要根據(jù)工件寬度選擇，同時要考慮機床的功率、刀具的位置和刀齒與工件接觸形式等，也可將機床主軸直徑作為選取的依據(jù)。面銑刀直徑可按D=1.5d(d:主軸直徑)選取。一般，面銑刀的直徑應比切寬大20%~50%。銑刀直徑D=80mm，長度L=220mm立銑刀直徑的選擇主要應考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定功率范圍內(nèi)。小直徑立銑刀，就主要考慮機床的最高轉(zhuǎn)速能否達到刀具的最低切削速度要求。選取立銑刀（GB1110-85），立銑刀直徑D=10mm，長度L=72mm。2.2.2鉆頭標準麻花鉆：切削部分有兩個主切削刃，兩個副切削刃、一個橫刃和兩個螺旋槽組成。在加工中心上鉆孔，因無夾具鉆模導向，受兩切削刃上切削力不對稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，故要求鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度。此處選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB1436-85）直徑D=13mm，長度L=151mm；硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB1438-85）直徑D=38mm，長度L=349mm；硬質(zhì)合金錐柄擴孔鉆（GB1141-84）直徑D=39.6mm，長度L=349mm。2.3確定各工序的切削用量背吃刀量、進給量、切削速度和主軸轉(zhuǎn)速的確定。選擇切削用量時要在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提條件下，充分發(fā)揮機床性能和刀具切削性能使切削效率最高，加工成本最低。當?shù)毒邏勖欢〞r切削速度對生產(chǎn)率影響最大，進給量次之，被吃刀量最?。还是邢饔昧窟x擇原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進給量，最后選擇最大的切削速度（1）背吃刀量的選擇：根據(jù)加工余量確定，切削加工一般為粗加工、半精加工和精加工幾道工序，各工序有不同的選擇方法。粗加工時（表面粗糙度≥12.5），在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。中等功率機床，背吃刀量可達8~10mm，但是對加工余量，一次走刀會造成機床功率或刀具強度不夠，或加工余量不均勻引起振動，或刀具受沖擊嚴重出現(xiàn)打刀等情況，則需要采用多次走刀；如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/3~3/4左右；第二次背吃刀量盡量取小，一般為加工余量的1/4~1/3左右。（2）進給量選擇：根據(jù)零件材料硬度，刀具進行查表選擇。確定銑刀每齒進給量后，進給速度可按下式計算：式中：為每齒切削量，為銑刀的齒數(shù)，為轉(zhuǎn)速。（3）切削速度的選擇：確定了背吃刀量、進給量和刀具耐用度，查表確定切削速度。（4）主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)切削速度確定：式中：為切削速度,單位；為刀具直徑,單位。綜上選取各工序的切削用量如下：銑基準面選擇加工中心虎鉗夾具硬質(zhì)合金端面銑刀Ap=4mmf=40mm/minVc=70m/minnc=180r/min1.鉆13的孔選擇加工中心虎鉗夾具13的鉆頭Ap=23mmf=30mm/minVc=20m/minnc=500r/min2.銑上表面選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金端面銑刀Ap=5mmf=40mm/minVc=70m/minnc=180r/min3.銑60外圓選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min4.鉆40的孔選擇加工中心一面兩孔定位13的鉆頭Ap=41mmf=40mm/minVc=23m/minnc=200/min銑40的孔選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min5.銑22的沉槽選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min精鏜40的孔選擇加工中心一面兩孔定位40的鏜孔刀Ap=41mmf=40mm/minVc=74m/minnc=600r/min

總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是完成端蓋零件的機械加工工藝過程。通過對端蓋零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出端蓋零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。通過本次設(shè)計的專用夾具既可以滿足特殊的加工要求又節(jié)省了時間、減少了勞動力。如前所述，該工件不但可以采用心軸夾緊、定位，還可設(shè)計圓環(huán)套來夾緊，但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位，不選用該方式，而設(shè)計圓環(huán)套不易裝、取工件，也不選用，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。參考文獻徐格寧.端蓋零件金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995年.吳應鶴.塔式起重機的應用與計算[M].成都：四川科學技術(shù)出版社，1995.黃鑫云.數(shù)控加工工藝的決策研究[J].機械管理開發(fā).2015(06)張本忠.關(guān)于數(shù)控加工工藝標準化的探討[J].時代農(nóng)機.2016(03)曹明華.關(guān)于數(shù)控加工工藝路線的研究[J].職業(yè).2016(09)徐焱，付大華.數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)工藝的結(jié)合[J].裝備制造技術(shù).2016(02)孫善乾.數(shù)控加工零件工藝分析與研究[J].遼寧教育行政學院學報.2015(02)陳旻.端蓋零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2017(04)楊占凱,董文滿,諶祖輝,張鵬.微結(jié)構(gòu)的精密微細銑削加工技術(shù)研究[J].航空精密制造技術(shù).20