散热器工艺及工装设计(带编程夹具设计)

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Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design for milling machine. The main task is to design a machine radiator the processing technology and CNC milling, used in the design of the first design process in accordance with the processing technology to NC milling; designed to focus on NC milling. Key Words: radiator, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 录 摘 要 II Abstract 1 目 录 2 第1章 绪论 1 1.1 机械加工工艺概述 1 1.2机械加工工艺流程 1 1.3夹具概述 2 1.4机床夹具的功能 2 1.5机床夹具的发展趋势 3 1.5.1机床夹具的现状 3 1.5.2现代机床夹具的发展方向 4 第2章 散热器的加工工艺规程设计 5 2.1零件的分析 5 2.1.1零件的作用 5 2.1.2零件的工艺分析 5 2.2确定生产类型 6 2.3确定毛坯 6 2.3.1确定毛坯种类 6 2.3.2确定铸件加工余量及形状 6 2.3.3绘制铸件零件图 6 2.4工艺规程设计 7 2.4.1选择定位基准 7 2.4.2制定工艺路线 7 2.4.3选择加工设备和工艺设备 9 2.5 切削用量及工时计算 9 2.5.1粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3 9 2.5.2精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差 11 2.5.3 钻周边22XΦ5的孔 13 2.5.4钻周边8XΦ8的底孔Φ7.5 14 2.5.5 铰孔8XΦ8 14 2.5.6 翻面，铣另一面周边面 15 2.5.7 铣散热隔板槽 17 2.5.8 铣散矩形槽和矩形孔槽 19 2.5.9钳工打毛刺 20 2.5.10检验 20 第3章 铣床夹具设计 21 3.1问题的指出 21 3.2定位基准的选择 21 3.3 定位方案和元件设计 22 3.4 夹紧机构的设计 22 3.5切削力及夹紧力的计算 23 3.6 定位误差的计算 25 3.7 本章小结 26 第4章 数控加工编程 29 4.1 设置加工操作环境 32 4.2 创建NC加工序列 33 4.3 数控程序的生成 36 4.4 加工面的程序代码 38 4.5 其他部位的加工截图 39 结 论 42 参 考 文 献 43 第1章 绪论 第1章 绪论 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 1.2机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 1.3夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 1.4机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1．机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2．机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 1.5机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 1.5.1机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 1.5.2现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2～0.5μm。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 XX大学毕业设计（论文） 第2章 散热器的加工工艺规程设计 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 题目所给的零件是散热器。散热器是用来传导、释放热量的一系列装置的统称。目前散热器主要有采暖散热器、计算机散热器，其中采散热器又可根据材质和工作模式分为若干种，计算机散热器可根据用途和安装方法分为若干种。 2.1.2零件的工艺分析 图1.1 零件图 零件的材料为锻铝，锻造性能和切削加工性能优良。以下是散热器需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 由上面分析可知，可以先加工散热器中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此散热器零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 2.2确定生产类型 已知此散热器零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.3确定毛坯 2.3.1确定毛坯种类 零件材料为锻铝。考虑零件在机床运行过程中所受冲击大，零件结构复杂，生产类型为大批生产，故选择锻造毛坯。 2.3.2确定铸件加工余量及形状 查《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》112页表1-4-7 2.3.3绘制铸件零件图 图2.1 零件毛坯图 2.4工艺规程设计 2.4.1选择定位基准 ①粗基准的选择 以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。 ②精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。 2.4.2制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 表2.1工艺路线方案一 工序号 工序内容 工序一 粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3 工序二 精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差 工序三 钻周边22XΦ5的孔 工序四 钻周边8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 铰孔8XΦ8 工序六 翻面，铣另一面周边面 工序七 铣散热隔板槽 工序八 铣散矩形槽和矩形孔槽 工序九 钳工打毛刺 工序十 检验 表2.2工艺路线方案二 工序号 工序内容 工序一 铣散热隔板槽 工序二 铣散矩形槽和矩形孔槽 工序三 钻周边22XΦ5的孔 工序四 钻周边8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 铰孔8XΦ8 工序六 翻面，铣另一面周边面 工序七 粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3 工序八 精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差 工序九 钳工打毛刺 工序十 检验 工艺方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工散热隔板槽，矩形槽和矩形孔槽,这样缺少定位基准。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案二把工件加工工序分得很紊乱，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案一比较合适。 工序号 工序内容 工序一 粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3 工序二 精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差 工序三 钻周边22XΦ5的孔 工序四 钻周边8XΦ8的底孔Φ7.5 工序五 铰孔8XΦ8 工序六 翻面，铣另一面周边面 工序七 铣散热隔板槽 工序八 铣散矩形槽和矩形孔槽 工序九 钳工打毛刺 工序十 检验 2.4.3选择加工设备和工艺设备 ①机床的选择 采用MCV650数控铣床 ②选择夹具 该散热器的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 ③选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。 ④选择量具 加工的孔均采用极限量规。 ⑤其他 对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。 2.5 切削用量及工时计算 2.5.1粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3 1加工条件 工件材料：锻铝。 加工要求：粗铣装配端面，使粗糙度达到6.3。 机床：MCV650数控铣床 选择刀具：根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据《切削用量简明手册》表3.1，， 铣刀直径选取。 根据《切削用量简明手册》表3.16，选择，。 根据《切削用量简明手册》表3.2铣刀的几何形状取、、、、、、。 2计算切削用量 1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据《切削用量简明手册》表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38），，但因采用不对称铣削，故可以取。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8查得刀具寿命。 4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据《切削用量简明手册》表3.27中的公式计算，也可以根据《切削用量简明手册》表3.16查得：、、 各修正系数为 所以： 根据型铣床说明书，《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24，当，， ，，，，近似为。 根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，，，，。 3计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7， ， 2.5.2精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差 1加工条件 工件材料：锻铝。 加工要求：精铣装配端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差。 机床：MCV650数控铣床 选择刀具：根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据《切削用量简明手册》表3.1，， 铣刀直径选取。 根据《切削用量简明手册》表3.16，选择，。 根据《切削用量简明手册》表3.2，铣刀的几何形状取、、、、、、。 2计算切削用量 1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据《切削用量简明手册》表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38），，但因采用不对称铣削，故可以取。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8查得刀具寿命。 4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据《切削用量简明手册》表3.27中的公式计算，也可以根据《切削用量简明手册》表3.16查得：、、 各修正系数为 所以： 根据铣床说明书，《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24，当，，，，，，近似为。 根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，，，，。 3计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7， ， 2.5.3 钻周边22XΦ5的孔 机床：MCV650数控铣床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ5. 1)进给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2)切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)确定机床主轴转速：n== 2388r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。 所以实际切削速度：== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=13mm; =4mm; =3mm; t= ==0.08(min) T=22X0.08min=1.76min 2.5.4钻周边8XΦ8的底孔Φ7.5 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ7.5. 1) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 确定机床主轴转速：ns== 1592r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。 所以实际切削速度：== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 　 t=i ;其中l=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) T=8X0.07min=0.56min 2.5.5 铰孔8XΦ8 1、选择铰刀 根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-16，铰刀选为的高速钢直柄机用铰刀，，,。根据《切削用量简明手册》表2.6，其几何参数为，，。 2、选择切削用量 （1）决定进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11，，根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-13，查得。 （2）决定铰刀磨钝标准及寿命： 根据《切削用量简明手册》表2.12，当时，铰刀后刀面最大磨损量为1.2，寿命。 （3）决定切削速度： 根据《切削用量简明手册》表2.30，计算削速度： 那么 根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 3．计算基本工时： 切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5。 则本工序用的时间： T=8X0.21min=1.68min 2.5.6 翻面，铣另一面周边面 1加工条件 工件材料：锻铝。 加工要求：铣另一面周边面，粗糙度要求。 机床：MCV650数控铣床 选择刀具：根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据《切削用量简明手册》表3.1，， 铣刀直径选取。 根据《切削用量简明手册》表3.16，选择，。 根据《切削用量简明手册》表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、、、、、、。 2计算切削用量 1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据《切削用量简明手册》表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38），，但因采用不对称铣削，故可以取。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8查得刀具寿命。 4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据《切削用量简明手册》表3.27中的公式计算，也可以根据《切削用量简明手册》表3.16，，查得：、、 各修正系数为 所以： 根据铣刀说明书，《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24，当，，，，，，近似为。 根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，，，，。 3计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7， ， 2.5.7 铣散热隔板槽 1加工条件 工件材料：锻铝。 加工要求：铣散热隔板槽，粗糙度要求。 机床：MCV650数控铣床 选择刀具：根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据《切削用量简明手册》表3.1，， 铣刀直径选取。 根据《切削用量简明手册》表3.16，选择，。 根据《切削用量简明手册》表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、、、、、、。 2计算切削用量 1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据《切削用量简明手册》表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38），，但因采用不对称铣削，故可以取。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8查得刀具寿命。 4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据《切削用量简明手册》表3.27中的公式计算，也可以根据《切削用量简明手册》表3.16查得：、、 各修正系数为 所以： 根据X52型铣刀说明书，《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24，当，，，，，，近似为。 根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，，，，。 3计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7， ， 2.5.8 铣散矩形槽和矩形孔槽 1) 切削深度 查《机械加工工艺师手册》表10-119,取=1mm 2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119　按机床行选取f=0.2mm/齿 3) 切削速度　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=190min/s. 即V=11.4m/min 4) 确定机床主轴转速：ns== 36.3r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。 所以实际切削速度：== 当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min) 5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t===1.125(min) 铣2次的总时间为2t=21.125=2.25min 2.5.9钳工打毛刺 无机械加工，不需计算 2.5.10检验 无机械加工，不需计算 第3章 铣床夹具设计 第3章 铣床夹具设计 3.1问题的指出 为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于铣削散热器斜平面，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。 3.2定位基准的选择 在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。 在进行铣矩形槽加工工序时，由于另一面和和两个Φ8的孔已经加工。因此工件选择Φ8的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在Φ8的孔加上此孔的一面就限制了五个自由度，再在Φ8的孔中间加上个削边销，就把自由度限制完了。即是一面两孔定位。 ②定位元件及夹紧元件的选择 此过程定位元件主要是长圆柱销和削边销，所以对他们进行选取。查参考文献[1]，选用的元件如下图： 图3.4 圆柱销（GB2203-80 A型） 夹紧元件选用压板，考虑到工件装夹的方便，此选用转动压板 转动压板 3.3 定位方案和元件设计 根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用一个侧向支撑板作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个支撑钉作为止推点，本夹具的止推点采用了自位支撑的方式。 3.4 夹紧机构的设计 本夹具采用定位销和夹紧的元件进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于定位销和其他夹紧的元件属于国家标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。 3.5切削力及夹紧力的计算 铣刀材料：（硬质合金刀） 刀具的几何参数： 由参考文献[5]查表可得： 圆周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得参数： 即： 同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即： 轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即： 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数K可按下式计算有：： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 式中参数由参考文献[5]可查得： 其中： 螺旋夹紧力： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺丝夹紧机构。 3.6 定位误差的计算 本工序选用的是两销与一平面，定位基准为一面两孔，所对应的定位元件是两销，一个为圆销，另一个位菱形销，因此主要设计为两销设计。由夹具装配图中可得两销中心距L=54mm所以两孔中心距为：54 两孔尺寸：Φ8H7 根据《机床夹具设计手册》削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 本夹具的定位表面为工序所要求的基准不重合误差ΔJB=0；由于G面是加工表面，根据其制造方式，其表面粗糙度为Ra25，由于H7/g6为间隙配合，最大间隙为0.017因此基准位移误差ΔJw=0.025+0.017=0.042。 该夹具以一个平面和和个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时 当短圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔与定位销间的最小间隙 通过分析可得： 因此：当短圆柱销以任意边接触时 2 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： ⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷ 夹具相对刀具位置误差：取 误差总和： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.7 本章小结 铣床夹具的设计本次主要是选择了铣矩形槽和散热器隔板，但是看上去比较简单，实际上还是有很多问题存在的，当中也遇到了很多难题，说明平时的基础掌握的不够扎实，很多方面都是考虑不周全的原因，所以夹具设计真的是一门千变万化的艺术，我们以后再工作中也许还会碰到许多这样的夹具，我们不妨多去观察观察，学习学习，以这样的方式来提升自我。 图3.1铣床夹具装配图 第4章 数控加工编程 第4章 数控加工编程 制造模型又称加工模型，一般是由参照模型和工件组装而成。 （1）启动Pro/ENGINEER Wildfire 3.0后，依次选择主菜单上的【文件】→【新建】命令，系统弹出如图3-17的【新建】对话框。在【新建】对话框的【类型】中选取【制造】，在【子类型】栏中选取【NC组件】，然后【名称】文本框中输入NC加工文件名“2-1”，同时取消【使用默认模块】复选框的勾选，最后点击“确定”按钮。系统弹出【新文件选项】对话框，选择【mmns_mfg_nc】选项，然后“确定”，进入NC加工界面。 图3-17 【新建】对话框 图3-18【新文件选项】对话框 （2）装配参照模型。在系统弹出的【制造】菜单管理器中依次选择【制造模型】→【装配】→【参照模型】选项，系统弹出如图3-19所示【打开】对话框，选择上面已经形成的参照模型文件“czmx.prt”,然后单击对话框中的“打开”按钮，导入参照模型。 → → 图3-19 依次选择的菜单项 图3-20【打开】对话框 （3）在图形显示区下方系统弹出如图3-21的装配操控板，在【自动】下拉框选择【缺省】选项。此时，操控板上【状态】后面显示为“完全约束”，然后点击按钮。接着弹出图3-22【创建参照模型】对话框，单击“确定”按钮，完成参照模型建立。 图3-21【缺省】选项 图3-22【创建参照模型】对话框 （4）装配工件。如图3-23所示在【制造模型】菜单中依次单击【装配】→【工件】选项，系统弹出【打开】对话框。选择工件模型文件“gjmx”，然后打开，系统导入工件。 （5）：选择装配操控板上【自动】中的【缺省】选项，此时“完全约束”。然后单击按钮，完成工件装配。接着弹出图3-24所示【创建毛坯工件】对话框，单击“确定”，完成工件的创建。 图3-23 依次选择的菜单项 图3-24【创建毛坯工件】对话框 （6）在【制造模型】菜单中选择【完成/返回】选项。至此完成了制造模型的创建。 图3-25 制造模型 4.1 设置加工操作环境 （1）定义操作名称。如图3-26所示，在【制造】菜单管理器中选择【制造设置】选项，系统弹出如图3-27所示【操作设置】对话框。在【操作名称】后下拉列表框中输入操作名称“2-1”。 图3-26【制造】菜单 图3-27【操作设置】对话框 （2）定义工作机床。单击【操作设置】对话框中的按钮，系统弹出如图3-28所示的【机床设置】对话框，在【机床类型】下拉框中选择【铣削】选项，在【轴数】下拉框中选择【3轴】选项。 图3-28【机床设置】对话框 （3）定义加工零点。在【操作设置】中选择【一般】选项卡，然后单击【参照】分组框中的按钮。系统弹出【制造坐标系】菜单，同时信息提示“选取坐标系”。单击系统征工具栏中的按钮，系统弹出【坐标系】对话框，按住Ctrl键，在制造模型中选取依次NC_ASM_FRONT、NC_ASM_RIGHT基准平面和工件的上表面，此时【坐标系】对话框中的设置如图所示。最后单击对话框中的“确定”按钮，完成加工零点定义。 （4）定义退刀面。如图所示定义退刀面值为“10”。目的是为了保证刀具安全，不受损伤。 4.2 创建NC加工序列 （1）铣面。在【制造】菜单中依次选择【加工】→【NC序列】选项， 在序列设置中勾选名称、刀具、参数、表面。 图3-33 设置参数 使用“屏幕显示”功能，加工刀具轨迹如图。 图3-34刀具轨迹 4.3 数控程序的生成 （1）单击“CL数据”，选择“输出、选项一、NC序列、1”。 （2）选择“文件”，勾上“CL文件、MCD文件、交互、完成”，然后选择程序储存位置，我们选择D:\（储存位置不能是桌面）。 （3）在后置处理选项中勾选“全部、跟踪、完成”； （4）在后置处理列表中选择UNCXO1.P11。 图3-37后置处理 （5）处理完后就能得到一下信息记录，D :\生成的后缀为tap的文件就是我们所要的文件，可以用记事本打开。如图所示： 图3-38 程序 （6）依照上面的过程生成其他程序。 （7）各程序编号见如下。 4.4 加工面的程序代码 选用φ30的端面铣刀加工 % O22 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S800 N20 G0 G90 G43 Z20. N25 X-8.486 Y1.392 N30 G1 Z-2. F300. N35 X272.799 Y142.373 N40 X279.146 Y129.71 N45 X-2.139 Y-11.271 N50 X4.208 Y-23.934 N55 X285.493 Y117.047 N60 X4.208 Y-23.934 N65 X10.555 Y-36.597 N70 X35.553 Y-24.068 N75 X41.9 Y-36.731 N80 X16.902 Y-49.26 N85 X23.249 Y-61.923 N90 X48.247 Y-49.394 N95 X54.593 Y-62.057 N100 X29.595 Y-74.587 N105 X35.942 Y-87.25 N110 X60.94 Y-74.721 N115 X67.287 Y-87.384 中间省略了很多行 。。。。。。。。。。。。。。 N1605 X272.799 Y142.373 N1610 X272.954 Y142.063 N1615 Z-48. N1620 X272.799 Y142.373 N1625 X272.599 Y142.273 N1630 Z-49. N1635 X272.799 Y142.373 N1640 X272.954 Y142.063 N1645 Z20. N1650 M5 N1655 G91 G28 Z0. N1660 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N1665 G90 N1670 M30 % 4.5 其他部位的加工截图 结论 结 论 通过几个月的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有XX老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。 本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下： （1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。 （2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。 （3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。 参考文献 参 考 文 献 [1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1． [3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000． [5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10． [6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5． [8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000． [10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12． [11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007 [12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8． 致谢 致谢 在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。 这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。XX老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，杨老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。 在论文工作中，得到了XX学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心的感谢。 最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学。谢谢了！