【正文】 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研 室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質(zhì)量 論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 畢業(yè) 任務書 一、題目 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件工藝分析及數(shù)控編程 二、指導思想和目的要求 針對 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件難加工問題，文中介紹了 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件的制造工藝及數(shù)控編程。； ，保證錐度 176。在其研制過程中，設計了大倍徑加長鏜刀桿、坐標轉(zhuǎn)換工裝 及電子束焊接工裝，并將坐標轉(zhuǎn)化工裝及公差借用法成功應用于 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件的研制 ,生產(chǎn)出達到精度要求的合格零件產(chǎn)品。 本文詳細的描述了零件的加工難點、工藝分析、數(shù)控編程步驟以及完整的工藝規(guī)程，并對加工中需要的工裝、加工方法、刀具參數(shù)以及工藝進行了解析。高溫鈦合金不僅具有良好的室溫性能和高溫強度，并且在蠕變性能、熱穩(wěn)定性、疲勞性能和斷裂韌性等方面具有良好的匹配。 a)切削加工性能 鈦合金強度高、硬 度大，所以要求加工設備功率大，模具、刀具應有較高的強度和硬度。 b)磨削加工性能 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 6 鈦合金化學性質(zhì)活潑，在高溫下易與磨料親和并粘附，堵塞砂輪，導致砂輪磨損加劇，磨削性能 降低，磨削精度不易保證。 c)擠壓加工性能 鈦及鈦合金進行擠壓加工時，要求擠壓溫度高，擠壓速度快，以防溫降過快，同時應盡量縮短高溫坯錠與模具的接觸時間。因鈦及鈦合金的變形熱效應較大，導熱性較差，故在擠壓變形時還要特別注意防止過熱現(xiàn)象。在實際應用過程中， TC4 鈦合金的加工主要有以下難點： 1）變形系數(shù)?。鹤冃蜗禂?shù)小于或接近于 1，造成切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增加，加速了刀具的磨損； 2）切削溫度高：由于鈦合金的導熱系數(shù)很小，切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高 ,造成工件的灼傷，致使刀具材料軟化加快刀具的磨損。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損。 7）彈性恢復大：鈦合金彈性模量為 ，約為鋼的 1/2，在切削力作用下，會產(chǎn)生大的切削變形以及大的彈性恢復。而鈦合金的優(yōu)異的高溫抗拉強度、蠕變強度和高溫穩(wěn)定性也使之被應用于噴氣式發(fā)動機上。鈦合金質(zhì)量輕、強度高、與燃料的長期化學穩(wěn)定性好，因而比高強度鋼更有優(yōu)勢。在日本第一桿球頭 90%為鈦球頭，其中鑄鈦的占 70%以上。 鈦合金的發(fā)展趨勢 目前 ,鈦合金材料主要的應用領域是航空航天等軍事工業(yè)部門 ,開發(fā)新的應用領域 ,特別是在汽車、 火車、磁浮列車、鈦自行車、高樓外墻裝飾等民用領域 的應用前景十分廣闊。 b)大力發(fā)展民用鈦合金，如汽車用低成本鈦合金，生物鈦合金等。 薄壁件簡介 薄壁件 一般認為，在殼體件、套筒件、環(huán)形件、盤形件、平板件、軸類件中，當零件壁厚與內(nèi)徑曲率半徑 (或輪廓尺寸 )之比小于 1： 20 時，稱作薄壁零件。 薄壁零件多應用于航空航天工業(yè)中，由于航空航天零件的特殊性能要求，在西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 9 保證同樣的強度和剛度等力學特性下，要求零件重量要盡可能的輕，所以航空薄壁件的材料多采用鋁鎂合金、鈦合金等比較難加工的材料，進一步增加了制造的難度，加大了零件加工的成本，以常規(guī)制造技術加工薄壁零件很難有時根本達不到零件的精度要求，這已成為機械加工中的一大難題，限制了在航空工業(yè)中占比較重要位置的薄壁零件的設計制造。 3）工件切削過程中徑向夾緊力產(chǎn)生變形 ， 鈦合金薄壁工件加工裝夾時，在徑向夾緊力的作用下，易引起彈性變形，從而影響工件的尺寸精度及形位公差要求。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為應用于當代各個制造領域的先進制造技術。 隨著制造設備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術在我國得到日益廣泛的使 用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術與否及加工過程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從 90 年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術更新浪潮。數(shù)控設備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，形成龐大的數(shù)控制造設備家族，每年全世界的產(chǎn)量有 10～ 20 萬臺，產(chǎn)值上百 億美元。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 12 第二章 典型薄壁結(jié)構(gòu)件工藝分析 引言 現(xiàn)代飛機設計中廣泛采用先進的整體結(jié)構(gòu)件，并且大量采用鈦合金（如 TC4）制造飛機和發(fā)動機零部件，這些材料強度大，硬度高，耐沖擊。 本文主要針對 TC4 鈦合金加長薄 壁錐形筒件的制造工藝及數(shù)控編程進行闡述。其結(jié)構(gòu)見圖 21所示，二維視圖見 22所示。錐孔長 352mm 的薄壁錐形筒件普車后喉口直徑為φ + 0。粗車切削用量 V=25～38m/min， f=～ ， ap=6～ ，前角γ =8176。 后角α =15176。 在薄壁錐形筒件 176。如加工中間內(nèi)孔，在連續(xù)切削的條件下精車，切削用量 V=50～ 75m/min， f=～ ， ap=～ 。磨出 ～ 的負倒棱，增強切削刃強度。粗車時，刃傾角l=3176。粗車時，刀尖圓弧半徑 r0=，精車時r0=1～ 2mm，以增強刀尖強度。內(nèi)錐孔同錐度，采用 30CrMnSiA 材料。薄壁錐形筒件出口端與薄壁錐形筒件入口段對西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 15 接處尺寸公差不變，而內(nèi)錐孔錐度為自由公差 176。 + 進行加工，如圖 25 所示。 提料：材料 TC4R，長度 L=440mm，直徑φ 95； 檢驗：按工序內(nèi)容檢驗 車工： ，見光量控制為 ； L=438。長 內(nèi)錐孔至尺寸，保證尺寸φ + 0，； 3. 按零件制造指令件號用記號筆做標記； 檢驗：按工序內(nèi)容檢驗 車工： ，整體車右端 176。 圖 31 薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗車示意圖 檢驗： 按圖測量入口端及 出口端兩端面 176。避免了在制臺階初孔過稱中先鉆后擴所遇到的、在鉆孔時的鉆頭扭矩過大而造成切削困難問題。粗車切削用量 V=25～ 38m/min， f=～ ， ap=6～ ，前角g=8176。 后角 a=15176。為滿足內(nèi)錐孔的 加工專門設計了加長鏜刀桿，詳見圖 33所示。在加工過程中熱處理至 HRC38～ 42，其加工強度滿足設計要求。 切削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速 120r/min，進給量 28～ ，銑削深度 1～3mm。 磨削加工情況：用白剛玉砂輪磨削平面，通過機床自動反復修磨砂輪，使用磨削液?；剞D(zhuǎn)體加工要求，設計了三坐標轉(zhuǎn)換工裝，以滿足 度回轉(zhuǎn)體在三座標機床的加工，詳見圖 35所示。 普車內(nèi)錐孔 176。薄壁錐形筒件出口端與薄壁錐形筒件入口段對接處尺寸公差不變，而內(nèi)錐孔錐度為自由公差 176。 + 進行加工，如圖 37 所示。偏刀連續(xù)切削，使用磨削液讓切削刃冷卻。能保證刀具強度。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。～ 0176。精車錐孔外壁 :芯軸與薄壁錐形筒件 176。 圖 310 斜臺支座草圖 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 25 第四章 薄壁錐形筒件數(shù)控編程 將零件放平并裝夾找正后由三坐標數(shù)控銑將 TC4鈦合金加長薄壁錐形筒件入口端外形由數(shù)控銑加工至尺寸；如圖 41所示 圖 41 數(shù)控銑加工外型 選擇機具為 3軸工具機，選擇參考加工軸系、零件以及用來模擬的生料如圖42 所示，將零件、生 料和工裝二類組合如圖 42 所示。進刀方式退刀方式如圖 44 所示，刀路的仿真如圖 45所示。進刀 1000mm/min,加工 1000mm/min，退刀 20xxmm/min，主軸轉(zhuǎn)速 600turn/min。 圖 410 刀具 2 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 31 在曲面加工動作中選擇等高線，切削容差 ，切削模式順銑，路徑間距離 ，零件面預留 ，加工的邊為內(nèi)側(cè)。 圖 413 nc 碼輸出 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 32 入口端內(nèi)腔精加工程序 % O1000 N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98 N3 G0 S600 M3 N4 N5 G1 F1000. N6 N7 G3 N8 G1 N9 N10 ???? N28146 N28147 N28148 N28149 N28150 N28151 N28152 N28153 N28154 G3 F20xx. N28155 G1 N28156 N28157 M30 % 入口外形加工 入口外形粗加工 1) 選擇φ 20 平底端銑刀、刀具號碼 1，如圖 43所示。 進刀 退刀 圖 414 進 /退刀方式 加工 完成 圖 415 刀路仿真 2）程序輸出 IMS 后處理器檔案中選擇 fanuc16i,執(zhí)行出程序。進刀方式退刀方式如圖 416 所示，刀路的仿真如圖 417所示。在曲面加工動作中選擇等高降層粗銑，加工精度 順銑，最大切削深度 ，檢查面預留 1mm，零件面預留 1mm。上表面粗加工程序 % O1000 N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98 N3 G0 S1000 M3 N4 N5 G1 F1000. N6 N7 N8 N9 N10 ??? N11583 N11584 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 38 N11585 N11586 N11587 N11588 N11589 N11590 N11591 N11592 N11593 X398. N11594 Y57. N11595 N11596 Z10. F20xx. N11597 Z90. N11598 M30 % 上表面精加工 1) 選擇φ 20 球頭端銑刀、刀具號碼 2，如圖 410