【導(dǎo)讀】本次設(shè)計是根據(jù)被加工軸的技術(shù)要求和年生產(chǎn)量，進行機械加工工藝設(shè)計，然后運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。了解零件的結(jié)構(gòu)特點和技。專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。jt——基本時間?

　　

【正文】 帶入公式 1000v n d?? 求出實際切削速度 v ? 。 （ 4）基本時間 jt 的計算 車臺階面： l =8mm，當(dāng)加工臺階時取 2l =0mm，取 ?3l 0， i=1 查表得 1l =。 ifn llllifnLt j 321 ????? 將上述結(jié)果帶入公式 ，求出基本時間 jt = 。 工步 3 車 220?? 的螺紋 （ 1）背吃刀量確定， pa? 。 （ 2）進給量的確定， f =。 （ 3）切削速度的計算 ,可根據(jù)公式計算 ,也可直接查表。由表選取 v = m/min，由公式 dn ?/1000? 求出 n? minr 。參照表選取 n =500 minr 。 將此轉(zhuǎn)速帶入公式 1000v n d?? 求出實際切削速度 v? mm/min。 （ 4）基本時間 jt 的計算 攻螺紋： l=14mm，根據(jù) 2l =1~3mm，取 2l =3mm，查表得 1l =。由表得 3l＝ 4mm。 ifn llllifnLt j 321 ????? 將上述結(jié)果帶入公式 ，求出基本時間 jt = 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 本工序總的工時： jT =++ =。 輔助時間： ft = jT =。 刀具及量具選擇 數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交 互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 刀具選擇 數(shù)控加工過程中刀具 ]18[ 的選擇，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的重要環(huán)節(jié)。粗車時選用強度高、耐磨度好的刀具，以滿足大背吃刀量、大進給量的要求；精車時選用精度高、耐磨度好的刀具，以保證精 度的要求。 本零件的加工刀具卡片如表 和 所示。 a. 選用 ? 5mm中心鉆鉆削中心孔。用 ? 20mm的鉆頭加工左端的孔。 b. 粗車及平端面選用 45176。硬質(zhì)合金左偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選 Kr180。=45176。 c. 為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，精車和車螺紋選用硬質(zhì)合金 60176。外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取 re=～ 。 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝設(shè)計中的重要內(nèi)容之一。刀具選擇合理與 否不僅影響機床的加工效率、而且還影響加工質(zhì)量。選擇刀具通?？紤]機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等。 與傳統(tǒng)的車削方法相比，數(shù)控車削對刀具的要求較高。不僅要求精度高、鋼度好、耐用度高、而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 左端刀具卡片 表 右端刀具卡片 量具選擇 根據(jù)該零件的實際形狀，需采用游標(biāo)卡尺、千分尺、直尺等量具來測量。其量具的使用表如表 ： 表 量具表 名稱 規(guī)格量程（ mm）分度值（ mm） 用途 游標(biāo)卡尺 0150 主要用于內(nèi)孔大小 千分尺 025 75100 用于長度測量工具 直尺 0100 1 用來測量工件的長度 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面 ?45 車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金 ?90 放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金鏜刀 1 粗、精鏜孔 4 T04 硬質(zhì)合金內(nèi)槽刀 1 切槽 5 尾座 硬質(zhì)合金 ? 20 鉆頭 1 鉆孔 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面 ?45 車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金 ?90 放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀 1 切槽 4 T04 ?60 硬質(zhì)合金外螺紋車刀 1 粗、精車螺紋 3 專用夾具的設(shè)計 20 3 專用夾具的設(shè)計 設(shè)計主旨 一個零件的機械制造工藝系統(tǒng)由機床、工件、刀具和夾具組成。機床夾具 ]4[的用以裝夾工件的一種特殊裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中這個位置不發(fā)生變化，工件夾具的設(shè)計在機械加工中占有很重要的地位，尤其是在成批生產(chǎn)時更是大量采用機床夾具，它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對機床或刀具獲 得正確的位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的形狀位置精度。因此工件夾具設(shè)計是裝配設(shè)計中的一項重要工作。工件夾具的功用一般為：保證加工質(zhì)量；提高生產(chǎn)率，降低成本；平衡各工序時間，以便組織流水生產(chǎn)。 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常需要設(shè)計專用夾具。 確定夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 數(shù)控車床常用裝夾方式 a. 在三爪自定心卡盤上裝夾 三爪自定心卡盤的三個爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 b. 在兩 頂尖之間裝夾 對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。 c. 用卡盤和頂尖裝夾 當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，應(yīng)用較廣泛。 d. 用心軸裝夾 當(dāng)裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)。 確定合理裝夾方式 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤夾住右端，加工左端達到工件 精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住工件右端，在加工到工件精度要求。 使用三爪自定心卡盤夾持零件的毛坯外圓，確定零件伸出合適的長度（應(yīng)將 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 機床的限位距離考慮進去）。零件需要加工兩端，因此需要考慮兩次裝夾的位置，考慮到左端的 ? 38mm*35mm的臺階可以用來裝夾，因此先加工左端，然后調(diào)頭夾住 ? 38mm*35mm的臺階加工右端。 鉆孔專用夾具設(shè)計 在加工左端面孔的時候因為有位置要求和大小要求 ,如果單獨每次零件都來定位裝夾的話 ,大大增加了加工時間 ,增大了制造成本。所以可以對這個孔的加工設(shè)計一個專 用夾具來進行快速裝夾和快速定位 ,從而達到降低生產(chǎn) ,提高生產(chǎn)效益。 夾具結(jié)構(gòu)簡圖如下圖示： 圖 鉆孔專用夾具主視圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 鉆孔專用夾具俯視圖 4 數(shù)控加工程序的編程及仿真 23 4 數(shù)控加工程序編程及仿真 數(shù)控加工特點 a. 采用數(shù)控機床加工 ]15[ 零件可以提高加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的 質(zhì)量。 b. 數(shù)控機床可以完成普通機床難以完成，或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工。 c. 采用數(shù)控機床在生產(chǎn)效率上，可以比普通機床提高 2～ 3倍，尤其對某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可提高十倍甚至幾十倍。 d. 可以實現(xiàn)一機多用。 e. 采用數(shù)控機床有利于向計算機控制與管理方面發(fā)展，為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化創(chuàng)造條件。 數(shù)控編程分類 數(shù)控編程 ]7[ 一般分為兩種：一種是手工編程，另一種是自動編程。 手工編程 由分析零件圖，確定工藝過程 ，數(shù)值計算，編寫零件加工程序單，程序的輸入和檢驗都是由工人完成的。 特點：對于加工形狀簡單的零件，計算比較簡單，程序不是很多，采用手工編程（仍被廣泛應(yīng)用）較容易完成，而且經(jīng)濟，及時，因此在點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用，但對于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線，列表曲線的零件，用手工編程就有一定的困難，出錯的機率增大，有的無法編程序。 自動編程 用計算機編制數(shù)控加工程序的過程。特點：計算機自動識圖編程，編程準(zhǔn)確，不易出錯，安排走刀路線合理，從而使加工準(zhǔn)確編程來完成的。 確定編程坐標(biāo)系及編程原點 數(shù)控機床采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為 X、 Y、 Z直角坐標(biāo)系，相對于每個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)為 A、 B、 C。 編程原點也稱工件原點，一般用 G92或 G54G59（對于數(shù)控鏜銑床）和 G50畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 （對于數(shù)控車床）設(shè)置。 根據(jù)以上可以知道，編程坐標(biāo)系及編程原點的選擇要滿足以下幾個方面的要求。 a. 所選的編程原點及坐標(biāo)系要使程序編制簡單； b. 編程原點應(yīng)選在容易找正，并在加工過程中便于檢查的位置； c. 引起的加工誤差??； d. 一般回轉(zhuǎn)體零件的編程零點選在其加工面的回轉(zhuǎn)軸線與端 面交點處。 數(shù)值計算 、 R20mm 兩圓弧切點坐標(biāo)計算 作輔助線如下圖所示，兩三角形為相似三角形，運用相似三角形對應(yīng)邊成比例求未知邊。 圖 圓弧輔助線 將 AC=26mm、 CB= AC178。=AB178。CB178。，得出 AC=。 因相似三角形對應(yīng)邊成比例，故 DF/AC=DB/AB，將 DB=6mm、 AB=26mm、AC=，得兩段圓弧且點的坐標(biāo)為（ ， ）。 圓錐大端直徑計算 由公式 C=Dd∕L 得 1/2=D25/10，即內(nèi)圓錐的大端直徑為 D=30mm。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 螺紋尺寸計算 螺紋大徑： d=D≈； 螺紋小徑： d1=D1==（ *2） mm=； 螺紋中徑： d2=D2==（ *2） mm=。 程序編程 左端 G00 X100 Z100 S350 M03 T0101。 移到刀路起點，主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速350mm/r， 換一號端面車刀 X52 Z3。 快速移動至循環(huán)點 G01 X0 Z1 。 車 1mm的端面 G00 X100 Z100 M05。 退回換刀點，主軸停止轉(zhuǎn)動 G00 X100 Z100 S600 M03 T0202。 X28 Z2。 快速移至循環(huán)起點 G71 U1 。 定義 G71 粗車內(nèi)徑循環(huán)，每刀切深為1mm，退刀量 1mm G71 P10 Q20 W0 。 粗車路線 N10 至 N20 ， X 軸留精車余量 ， Z 軸精車余量為 0，粗車進給為 G00 X32 Z2。 車削加工輪廓起始行，到倒角延長線 G01 X32 Z0。 X30 Z1。 車削 C1 倒角 X25 Z11。 車削 ? 25mm內(nèi)錐 X23 Z26。 車削 ? 23mm的內(nèi)圓柱 X20。 G00 X100 Z100 S900 M03 T0202。 X20 Z2。 快速定位至安全起點 G70 P10 Q20 。 精車全部加工面 G00 X100 Z100 M05 M00。 退刀至換刀點 ，主軸停，程序暫停 S500 M03 T0202。 G00 X51 Z2。 快速 移至循環(huán)起點 G71 U1 R1。 每刀切深為 1mm， 退刀量 1mm G71 P10 Q20 W0 。 粗車路線 N10 至 N20 ， X 軸留精 ， 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 Z軸精車余量為 0，粗車進給 G00 X36 Z2。 運行 X 軸至倒角起點處 G01 X36 Z0。 X38 Z1。 車倒角 C1 Z35。 車 ? 38mm的外圓柱面 X48。 車 ? 48mm的外圓柱面 Z44。 G00 X100 Z100 M05 M00。 退刀至換刀點， 主軸停，程序暫停 S1000 M03。 G00 X51 Z2。 快速移至循環(huán)起點 G70 P30 Q40 。 精車全部加工面 G00 X100 Z100 M05 M30。 快速退回換刀點