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1、全球科技文化水平正在日新月异地变化，机械化程度更是呈突 飞猛进的发展趋势。数控技术是20世纪40年代后期发展起来的一种 自动化加工技术。对此，我们学院提倡培养技术型人才的基本理念更 是符合当代国情的发展要求。为达到这一目标,我们应将理论知识和 实际操作紧密联系起来。带凸台和盖子的烟灰缸是一种综合型零件。 它能够有效的把我们三年所学的各类知识综合在一起运用，如设计与 制造运用到的数控编程与加工 、数控加工工艺、机械制图 机械制造与设计以及数控刀具等。经过查阅各类书籍，得出了该零件 合理的数控加工工艺方案。为使零件经过数控加工得到最佳的精度和 设计要求，该零件的设计和制造都利用到了数控加工工艺方面
2、的许多 知识。关键词：烟灰缸；铳削加工；工艺设计；机械设计。1绪论42零件的分析52.1结构分析72.2精度分析72.3毛坯、余量分析83设备的选择84工艺文件的编制104.1定位基准的选择104.1.1粗基准的选择104.1.2精基准的选择114.2夹具、刀具以及冷却液的确定124.2.1夹具的确定124.2.2刀具的选择144.2.3冷却液的确定144.3工艺方案的确定154.4切削用量的确定164.4.1切削速度Vc174.4.2确定主轴转速174.4.3切削进给速度174.4.4背吃刀量的确定184.5进给速度的确定194.6填写工艺文件204.6.1机械加工工艺过程卡204. 6.2
3、数控加工工艺卡215零件的加工305.1数控加工过程305.2部分手工编制的程序单326零件的质量分析37结束语38致谢39参考文献401绪论随着机械行业的不断发展，近年来数控加工和数控设备的应用呈 突飞猛进的趋势。包括以组合机床为主的大量生产方式的出现，机床 都在向以数控设备为主的生产方式转变。社会上对掌握数控技术的人 才需求量越来越大，在我们学院数控设备的更新速度也越来越快。为 适应实际社会生产的能力和提高全面的数控加工能力，必要将自己学 到的知识运用于实践当中，这样既可以巩固自己所学的知识，又可以 提升自己的动手能力有。此设计是烟灰缸零件的加工，也是作为数控专业学生，在毕业之 前对所学知
4、识的运用和总结。说明书就是根据我们数控专业学生所需 掌握的知识及技术要求编写的，它体现了数控加工各个方面的特点。 并合理的制定出了数控加工工艺规划。自己利用设备，亲自动手执行 零件的实体加工，加工出合格的零件。这样既能对三年学习的数控 编程与加工、数控加工工艺、机械设计基础、机械制造 及基础、机械制图等多门学科的理论知识进行巩固，又能锻炼我 们的实际动手能力和实际加工过程中问题的处理。在这过程中我具体 地了解了工件、刀具的材料、加工的工序、以及热处理等等一系列的 知识。这对于我今后的工作和学习都打下了夯实的基础。2零件的分析其余1._ A1J;丿J100(+渦图2-1烟灰缸底座图Sm-HSE8
5、6牆迪丿9 W图2-2烟灰缸上盖图图2-3装配图2.1结构分析从图2T、2-2可以看出该零件的加工内容主要有平面、轮廓、 凸台、型腔等。需要粗、精铳上下平面、外轮廓、凸台、型腔等加工 工序才能完成。由图2-1可以看出零件底座加工的重难点在于需要两 次装夹加工才能完成，在图2-3中可以看出整个零件在加工过程中的 重难点是如何控制和保证零件在加工完成后能很好地达到配合要求。2.2精度分析该零件最高精度等级为IT9级。部分外轮廓无尺寸精度要求。凸 台外轮廓四边的粗糙度为1.6,接触处的粗糙度为3.2，其它表面粗 糙度均为6.3。底座和上盖的配合采用间隙配合。但加工时由于装夹 不当极容易生产震动。如果
6、定位不好也会导致表面粗糙度，加工精度 难以达到要求。毛坯材料不得有裂纹和气孔，并锐边去毛刺，符合 GBT1804-M国家标准。2.3毛坯、余量分析毛坯主要是指锻件和铸件，因模锻时的欠压量与允许的铳模量 会造成余量多少不等，铸造时也会因沙型误差、收缩量及金属液体的 流动性差不能充满型腔等造成余量不充分、不稳定。在铳削时，一次 定位将决定工件的“命运”加工过程的自动化很难照顾到此处余量 不足的问题。因此，除板料外，不管是锻件，铸件，还是型材，只要 准备采用数控铳削加工，其加工面均有较充分的余量。余量大小主要 考虑加工时要不要分层切削，分几层切削，也要分析加工中与加工后 的变形程度。由以上分析，该零
7、件的材料我选择铸铝（铸铝：硬度较低，具有 良好的切削性能且加工后较易得到精度和表面质量的要求）。其底座毛坯尺寸为105mm X 105mm X 30mm，盖子毛坯尺寸为105mm X 105mm X21mm。各留有5mm的加工余量。3设备的选择我院有多台具有FANUC-0i系统的数控铳床，但应根据加工零件 的结构形状、精度要求、表面质量等考虑选择数控设备。综合以上因 素，我选择了 KVC650数控立式加工中心，这台机床加工时的功率、 转速、切削力、工作台面积等参数不仅能满足加工要求，而且它还是 一台加工中心，能够减少多次人为换刀而带来的误差。其具体参数如 表3-1所示：表3-1立式加工中心KV
8、C650参数名称：立式加工中心规格型号：KVC650工作台面积（长X宽）：405X1370mmT型槽（槽数-宽度X间距）：5-16X60mm工作台承载工件最大值：700Kg行程（纵向横向垂向）机动：主轴电机功率：5.57.5Kw主轴锥孔：BT40主轴转速：进给速度（X、YZ）：5-8000mmmin快速移动（X、YZ）：刀库容量：相邻刀具最大直径:刀具最大长度：定位精度：重复定位精度：10000mmmin10 （可选16）把100mm250mm0.018mm0.012mm4工艺文件的编制4.1定位基准的选择4.1.1粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面 与不加工
9、面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑原则：1、选择重要表面为粗基准2、选择不加工表面为粗基准3、选择加工余量最小的表面为粗基准4、选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件 定位可靠、夹紧方便。5、粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身就是 未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较 大的误差。在加工零件产品之前铳削装夹面时，用作粗基准装夹的是毛坯的 两侧面，如下图4-1所示：图4-1粗基准示意图4.1.2精基准的选择精基准的选择应保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便结构 简单。选择精基准一般应考虑如下原则。1、“基准重合
10、”原则：为满足加工表面相对设计基准的位置精 度，应选择加工表面的设计基准为定位基准。2、“基准统一”原则：当某一组精基准定位可以比较方便的加 工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用粗精基准定位。3、“自为基准”原则：当工件精加工或光整加工工序要求余量 尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。4、“互为基准”原则：为了获得均匀的加工余量或较高的位置 精度，可采用互为基准反复加工的原则。在加工零件产品时，用作装夹零件的部位是已经加工过夹持面, 如下图4-2所示:图4-2精基准示意图4.2夹具、刀具、冷却液的确定4.2.1夹具的确定夹具是一种装夹工件的工艺设备，广泛的应用于机械制造过程的
11、切削加工、热处理、配件、焊接和检测等工艺过程中。在现代生产中， 机床夹具是一种不可缺少的工艺设备，它直接影响着工件加工的精 度、劳动生率和产品的制造成本等。1、专用夹具：一般在产品相对稳定、批量较大的生产中采用各 种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。除大批量生产之外， 中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具 体的技术和经济分析。2、组合夹具：组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件 具有较高的精度和赖磨性，可组装成各种夹具。夹具用完可拆卸，清 洗后可留、待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期， 元件能重复多次使用并具有减少专用夹具数量等优点。3、通用夹
12、具：已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具， 称为通用夹具，其尺寸、结构已经规范化，而且具有一定的通用性， 这类夹具适应性强，可用于一定形状和尺寸范围内的各种工件，价格 便宜。其缺点是夹具精度不高，生产率也比较低，较难装夹。一般实 用于单件小批量生产中。4、数控加工的特点对夹具提出几点要求：1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调试夹 具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节约生产费用。2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4）夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具 要开敞，其定位、夹紧机构元件不能
13、影响加工中的走刀。经综合分析：该零件应选用平口虎钳装夹。平口虎钳图如下图所 示：图4-3平口虎钳422刀具的选择切削用刀具材料应具备的性能如表4-1所示：表4-1切削所用刀具材料应具备的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能咼硬度（常温及高温状态）耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性咼韧性（抗弯强度）耐崩刃性、耐破损性低亲和性耐溶着、凝着（粘刀）性咼耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的咼生产率热传导能力良好耐热冲击性、耐热裂纹性锋刃性良好刃口锋利、微小切削性能423冷却液的确定现有冷却液分为：水溶液、乳化液和切削油三大类。通过查阅资 料选择常用的冷却液
14、，根据表4-2进行选择。表4-2常用冷却液冷却液名称主要成份主要作用水溶液水、防锈添加剂冷却乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗切削油矿物油、动植物油、极压添加剂润滑从工件材料考虑，切削铝时不得使用水溶液，考虑到冷却液作用和价 格，选择乳化液可以满足要求。从刀具材料考虑，所选高速钢刀具一 般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很好，它的主要作用：冷却、 润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。4.3工艺方案的确定根据零件图样，制定以下工艺方案，选取最佳一种，(即加工工 时最短，又能保证质量)分析下面三套工艺方案进行比较：方案1：(1)底座：铳夹持面一粗铳上平面一精铳上平面一铳 外轮廓f粗铳凸台f精铳凸台f内腔粗加工f内腔精加工f铳4X7 的缺口一掉头装夹一铳掉夹持面和四只小脚并保证尺寸精度一去毛 刺；(2)上盖：铳夹持面f铳上平面f铳外轮廓f内腔粗加工f内 腔精加工f调头装夹铳掉夹持面f去毛刺；方案2：(1)铳夹持面f粗铳上平面f精铳上平面f铳外轮廓 f粗铳凸台f精铳凸台f内腔粗加工f精铳内腔f铳4X7的缺口f 掉头装夹f铳掉夹持面和四只小脚f去毛刺；(2) 上盖：铳夹持面 f铳上平面f铳外轮廓f内腔粗加工f内腔精加工f调头装夹铳掉 夹持面f去毛刺；方案3：(1)铳夹持面f粗铳上平面f精铳上平面f铳外轮廓-内腔粗加工一内腔
