【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域： (1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)； (3)自動(dòng)控制技術(shù)； (4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)； (5)傳感器技術(shù)； (6)軟件技術(shù)等 隨著數(shù)控系統(tǒng)核心處理器性能的進(jìn)步，目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min，空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/min 左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó) CINCINNATI 公司的 HyperMach 機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá) 60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá) 2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá) 60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3 小時(shí)，在普通銑床加工需 8 小時(shí)。 精密化加工發(fā) 展新趨勢(shì) 隨著伺服控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，機(jī)床可以執(zhí)行亞微米級(jí)的精確運(yùn)動(dòng)。在加工精度方面，近 10 年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10μ m 提高到 5μ m，精密級(jí)加工中心則從 3～ 5μ m，提高到 1～ m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí) ( m)。 由于計(jì)算機(jī)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，以及軟件模塊化，開放化技術(shù)的日益成熟，數(shù)控技術(shù)開始進(jìn)入開放化的階段。 開放式數(shù)控系統(tǒng) 有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范 (OMAC、 OSACA、 OSEC)的研究和制定，世界 3 個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在 20xx 年也開始進(jìn)行中國(guó)的 ONC 數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 選題意義 在學(xué)習(xí)了《數(shù)控加工工藝與裝備》《機(jī)械制造基礎(chǔ)》《 MASTERCAM 數(shù)控編程》《 CAD/CAM 應(yīng)用技術(shù)》《數(shù)控機(jī)床及編程》等課程后，為了將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際中，加深對(duì)知識(shí)的掌握程度，提升自身的實(shí)際工作能力，故選取《基于MASTERCAM 的新型渦槳支線運(yùn)輸機(jī)全機(jī)模型的起落架艙加工》的課題，綜合所學(xué)知識(shí)，解決出現(xiàn)的問(wèn)題，完成設(shè)計(jì)。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 本課題主要內(nèi)容是數(shù)控銑削加工，包括了零件圖的審查、工藝的設(shè)計(jì)、刀具和機(jī)床夾具的選擇、切削用量的選擇、 MASTERCAM 的建模與編程、后處理等，通過(guò)一系列的作業(yè)操作，完成對(duì)零件的加工任務(wù)。通過(guò)此次課題，可以學(xué)習(xí)到很多加工和工藝方面的知識(shí)，為以后工作 打下基礎(chǔ)。 2. 零件 的分析 零件圖工藝分析 該零件主要由平面、外輪廓、方形槽、鉆孔組成、倒角。零件的切削加工好，而且可鍛鑄鐵可以承受震動(dòng)或沖擊 圖 21 22 為零件圖和三視圖 圖 21 圖 22 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 （ 1） 數(shù)控建模 如下圖 23 ① 繪制線架 圖 23 ② 接下來(lái)由線架生成面如圖 24 圖 25 圖 24 圖 24 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 ② 全部生成面如圖 25 圖 25 由面生成實(shí)體 如圖 26 圖 26 ③ 完成實(shí)體 如圖 27 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 圖 27 .2 零件圖精度分析 表面、和方形槽糙度為 ，外輪廓底面粗糙度 ，公差要求為 IT8，根據(jù)上述分析，表面，方形槽，孔系加工應(yīng)分粗、精加工兩個(gè)階段進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。 零件的工藝分析 本零件有兩組主要加工表面，他們分別是以俯視圖為正的正面，和底面。 ④ 正面的加工表面。 這一組加工表面包括了φ 的孔和φ 11mm 的孔以及端面。對(duì)表面精度的要求為 ，公差等級(jí)為 IT8。 ⑤ 底面的加工表面 底面的加工表面包括了φ 20mm 的孔和φ 18mm 的孔以及端面。對(duì)表面的精度要求為 ，公差等級(jí)為 IT8。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 確定毛坯制造形式 此零件在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，此零件材料一般采用高強(qiáng)度進(jìn)口合金鋁；如 7075T745 7050T7451 等。此零件毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì)材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來(lái)確定毛坯的制造方法。此零件必須經(jīng)過(guò)外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線。此零件選用進(jìn)口合金鋁板料作為毛料。 基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 ① 為了保證加工表面與不加工面間的相互位置要求，一般選擇不加工面為粗基準(zhǔn)； ② 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮合理分配各加工表面的加工余量； ③ 粗基準(zhǔn) 應(yīng)避免重復(fù)使用 粗基準(zhǔn)精度低，表面粗糙，重復(fù)使用會(huì)造成大的定位誤差，從而引起相應(yīng)加工面出現(xiàn)大的位置誤差，因此在同一尺寸方向上一般只允許使用一次； ④ 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，應(yīng)避開鑄造澆冒口、分配面、鑄造區(qū)邊等表面缺陷，以保證工件定位可靠，夾緊方便。 精基準(zhǔn)的選擇 采用對(duì)角線中心及四邊作為定位基準(zhǔn)。 工件精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證零件的加工精度和裝夾可靠方便，精基準(zhǔn)的選擇一般應(yīng)遵從以下原則： ① 基準(zhǔn)重合原則 采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)重合； ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在零件的整個(gè)加工過(guò)程或相關(guān)的某幾道工序中，選用同一個(gè)（或一組）定為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則； ③ 自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于某些精度要求很高的表面，在精加工或光整加工工序中要求加工余量均勻時(shí)，可以選擇加工表面本身作為定為基準(zhǔn)進(jìn)行加工； ④ 互為基準(zhǔn)原則 為了使加工面間有較高的位置精度，可采用互為定位基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。 ⑤ 便于裝夾原則 所選擇的精基準(zhǔn)應(yīng)保證加工精度、方便裝夾。所以本設(shè)計(jì)由西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 于是對(duì)定位的方法 常用的工件定位方法主要有以下三種： （ 1）直接找正法 工件定位用百分表、劃 針或目測(cè)的方法在機(jī)床直接找正某些表面，以保證被加工表面的位置精度的一中方法； （ 2）劃線找正法 先在工件上用工具標(biāo)示出加工表面的位置，再安裝工件時(shí)用劃針找正工件的方法； （ 3） 夾具位法 用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的方法。 由于毛坯形狀是規(guī)則的六方體，可以用壓板裝夾。 生產(chǎn)過(guò)程與機(jī)械加工工藝過(guò)程 生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)調(diào)試、油漆包裝、以及 產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。 機(jī)械工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為零件的全過(guò)程。 機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。 規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過(guò)程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下： 。根據(jù)它來(lái)組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。 、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。 。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排 工藝裝備的選擇 夾具的選擇 常見(jiàn)的裝夾方式有：通用夾具裝夾（如虎鉗）、通用可調(diào)整夾具裝夾（如西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 平臺(tái)加壓板）、使用組合夾具裝夾、使用成組夾具裝夾等。 數(shù)控加工的特點(diǎn)使得對(duì)夾具有兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)一致；二是要協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān)系。 數(shù)控機(jī)床夾具的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的選用通用夾具或組合夾具，在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮專用夾具，夾具設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡可能利用通用元件拼裝的可調(diào)組合夾具，盡量減少零件的裝夾次數(shù)，力爭(zhēng)做到一次裝夾盡可能完成更多的或全部的加工內(nèi)容，而且要迅速完成工件的定位和夾緊過(guò)程，以縮短輔助時(shí)間充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，具備足夠的強(qiáng)度和剛度以減少其變形對(duì)工件加工精度的影響。夾具應(yīng) 不妨礙工件各部位的加工、刀具更換及重要部位的測(cè)量等 。由于本次設(shè)計(jì)工件較大所以采用壓板裝夾 壓板采用雙螺母結(jié)構(gòu)更好的鎖死 刀具的選擇 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：① 整體式；② 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③ 特殊型式，如復(fù)合式刀具、減振式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：① 高速鋼刀具；② 硬質(zhì)合金刀具；③ 金剛石刀具；④ 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的 30%～ 40%，金屬切除量占總數(shù)的 80%～ 90%。 平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點(diǎn)是西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 刀尖容易磨損，影響加工精度。 圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，特別適用于材料硬度高的模具加 工，開粗時(shí)優(yōu)先選擇圓鼻刀。 球 刀：主要用于非平面的半精加工和精加工 對(duì)刀具的基本要求： 1. 刀剛性要好。銑刀剛性要好的目的有二：一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)； 2. 銑刀的耐用度要高。尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會(huì)影響零件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，從而降低了零件的表面質(zhì)量。 3. 銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成 積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的，總之，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意加工質(zhì)量的前提。 結(jié)合零件圖分析，該零件有平面和型腔內(nèi)的圓弧、倒圓角、及島嶼的特點(diǎn)，加工工序復(fù)雜。為減少換刀和對(duì)刀時(shí)間，減少換刀帶來(lái)的誤差，提高加工效率，粗、精加工盡可能選用同一把刀具，保證良好精度要求。 結(jié)合實(shí)際情況，刀具選用日本三住公司的硬質(zhì)合金刀具。分別是 D20 和 D10端銑刀， 圓鼻刀， D10R5 球頭銑刀。 量具的選擇 量具 的選擇主要取決于生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度。在單件小批生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用通用量具；在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)選用各種規(guī)格和高生產(chǎn)率的專用檢具。 輔具的選擇 工藝裝備中也要注意輔具的選擇，如吊裝用的吊車、運(yùn)輸用的叉車和運(yùn)