机械5

目录 摘要………………………………………………………………………… 1 ABSTRACT…………………………………………………………………… 2 0引言……………………………………………………………………… 4 1数控加工技术概述……………………………………………………… 5 1．1数控加工技术的发展………………………………………………… 5 1．2数控加工工艺的特点………………………………………………… 6 1．3数控机床与普通机床相比具有的优越性…………………………… 7 2夹具设计过程…………………………………………………………… 9 2．1设计夹具的目的……………………………………………………… 9 2．2夹具的分类………………………………………………………… 10 2．3专用夹具的组成…………………………………………………… 12 2．4典型的定位元件…………………………………………………… 13 2．5夹具中的夹紧机构………………………………………………… 16 2．6夹具的发展趋势…………………………………………………… 17 3机械加工工艺规程的制定…………………………………………… 19 3．1机械加工工艺规程的作用………………………………………… 20 3．2机械加工工艺规程的制定程序…………………………………… 20 3．3毛坯的选择………………………………………………………… 21 3．4定位基准的选择…………………………………………………… 22 3．5零件表面加工方法的选择………………………………………… 24 3．6加工顺序的安排…………………………………………………… 25 4．1空压机吸气阀盖头………………………………………………… 27 4．1．1零件加工工艺分析……………………………………………… 27 4．1．2毛坯的选择……………………………………………………… 28 4．1．3数控加工工艺分析及工序设计………………………………… 29 4．1．4夹具设计………………………………………………………… 31 5结论…………………………………………………………………… 34 6致谢…………………………………………………………………… 35 参考文献………………………………………………………………… 36 附录1…………………………………………………………………… 37 一、题目来源、目的、意义 题目来源：自拟课题 目的、意义：利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效 率均比普通机床高出很多，尤其是在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺 复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。本 课题对异型体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出切实可 行的工艺流程及工艺装备。 二、主要工作内容 1．调研，查阅资料，了解数控加工工艺的国内外现状、进展 2．对数控机床加工的零件即空压机吸气阀盖头的机械 加工工艺过程进行分析,进行方案论证。 3．设计零件工艺流程 4．设计零件的夹具 5．进行数控编程 三、主要技术指标（或主要论点） 1．设计出的零件工艺流程应符合数控加工工艺要求。 2．设计的夹具应定位准确，夹紧可靠。 3．夹具的定位误差应小于零件尺寸公差的1/3。 1综述 1.1本课题的内容目的及意义 利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。本课题对异性体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备。 1.2国内外发展的动向 1．数控加工工艺的特点 数控加工工艺具有以下特点： (1)数控机床加工精度高。一般只需一次加工即能达到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。 (2)在数控机床上工件一次装夹，可以进行多个部位的加工，有时甚至可完成工件的全部加工内容。 (3)由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具，因此，在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程，使加工过程连续。 (4)根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况，工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别。 此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还具有以下工艺特点： ①切削量用比普通机床大。 ②工序相对集中。 ③较多地使用自动换刀(ATC)。 ④首件需试切削。 ⑤工艺内容更具体更详细，工艺要求更严密更精确。 高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其是在轮廓不规则、复杂空间曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。数控加工另一个特点是产品装夹定位灵活，同一产品零件可能有多种加工方案。然而正是其灵活性和高精度要求对其高效应用带来了的局限性，如存在数控程序的编制、刀具工装夹具的准备周期长等不利因素。数控工艺的合理性与高质量数控程序的快速编制是限制数控加工的瓶颈问题之一。数控加工的成本相对较高也是制约其广泛应用的一个因素。数控加工对技术人员的水平要求相当高，数控工艺和程序的质量是保证产品加工质量合格最主要和最关键的因素。数控加工时，产品的质量完全靠数控工艺和数控程序来保证。产品加工的具体细节在进行工艺设计和程序编制时必须全面考虑，只有设计正确才能保证产品加工的质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展的趋势下，对技术人员就提出了更高的要求[1]。 2．数控机床与普通机床相比具有的优越性 普通机床加工时，其加工成本相对较低，工序较长，且工步中很多具体细节由技术工人来完成，对技术工人的水平要求相对较高。数控机床加工工艺相比较普通机床加工工艺的优越性有以下几点： (1)数控加工工艺的“内容十分具体、工艺设计工作相当严密”。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较，由于采用数控机床加工具有加工工序少，所需专用工装数量少等特点，克服了普通传动工艺方法的弱点，一般说来，数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。从编程来看，加工程序的编制要比普通机床编制工艺规程复杂。 (2)数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工，因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，这项工作必须在程序编制工作以前完成。为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床，我们有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前的技术准备工作[2]。 数控机床与普通机床相比，其优越性是巨大的，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。数控机床可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。数控机床可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了"柔性自动化"。数控机床加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"。数控机床实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。其拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。由以上几条派生的好处：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力(一个人可以看管多台机床)，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。 以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基矗数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术[3]。 数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历史的原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨。数控工艺与普通工艺结合的好坏直接影响到数控机床与普通机床加工效率的发挥，进而影响到生产计划任务的完成。提高产品机械加工工艺与数控程序的编制质量，是早日实现制造业产品的高精度、高效率、高质量加工必需解决的问题之一。因此，寻求传统加工工艺与数控加工工艺的合理衔接途径与措施，对于提高企业的经济效益是非常有意义的[4]。 数控工艺与普通工艺结合的途径和措施，具体可从以下几个方面来实施： (1)产品的设计状态与生产批量。 (2)粗精加工与加工精度的结合。 (3)精密设备与一般设备的结合。 (4)加工工种之间的结合。 (5)技术交流和技术创新相结合。 3．数控加工的发展 数控加工的发展趋势是高速和精密，另一个发展趋势是完整加工，即在一台机床上完成复杂零件的全部加工工序。 数控加工中的程序编制也随着数控机床的更新而改变。50年代，MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言，称为APT（AutomaticallyProgrammedTool）。其后，APT几经发展，形成了诸如APTII、APTIII（立体切削用）、APT（算法改进，增加多坐标曲面加工编程功能）、APTAC（Adva
ncedco
ntouri
ng）(增加切削数据库管理系统)和APT/SS（SculpturedSurface）(增加雕塑曲面加工编程功能)等先进版。 采用APT语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级，上升到面向几何元素.APT仍有许多不便之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。针对APT语言的缺点，1978年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统，称为为CATIA。随后很快出现了象EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/E
ngi
neeri
ng，MasterCAM及NPU/GNCP等系统，这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了CAD和CAM向一体化方向发展。到了80年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，为了适应CIMS及CE发展的需要，数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。