导向套零件的加工工艺规程编制模板.doc
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1、毕 业 设 计题目 导向套零件加工工艺规程编制 系别 机电系 专业 机电一体化 班级 高机电0401班 姓名 学号 指导老师 日期 12月 设计任务书设计题目导向套零件加工工艺规程编制设计要求1:依据导向套在工作场所功效出发,制订设计方案,正确计算零件工作能力确定它尺寸,形状,结构及材料,并考虑制造工艺,使用,维护,经济和安全等问题,培机械设计能力。2经过导向套设计提升了对AutoCAD,数控编程及操作和计算机基础操作能力设计进度第一阶段:熟悉题目,搜集材料,初步了解题目,借部分工具书。第二阶段:完成导向套设计及整理设计数据,为下步绘图做好基础,完成导向套设计及整理设计次序。第三阶段:根据上一
2、阶段工作所得数据完成全部零件图形绘制,完成全部零件图形绘制。第四阶段:依据导向套形状,尺寸,编号程序及向数控铣床中输入程序效验等,完成导向套程序并输入程序。第五阶段:依据设计和图形绘制及程序编写过程中心体会论文撰写。第六阶段:修改,打印论文,完成。 指导老师(署名): 目录摘 要1前 言21机械加工工艺概念32导向套加工工艺分析42.1 飞机结构件特征分析42.2 特征基工艺决议模型52.3 导向套关键技术要求62.4 导向套加工工艺分析92.5 导向套加工工序安排分析132.6 夹具设计153 导向套数控加工203.1 数控机床参数203.2 数控编程过程内容21总 结27致 谢28参考文件
3、29摘 要对导向套零件加工工艺规程编制具体分析零件图并依据零件用途及形状,找出其定位基准,确定工艺方案,制订出适宜加工工艺,确保技术要求(如调质处理、表面处理及粗糙度)等。选择适合加工数控机床编出程序。生产过程是指将原材料转变为成品全过程。在生产过程中,通常改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品过程称为工艺过程。工艺就是制造产品方法。采取机械加工方法,直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件过程称为机械加工工艺过程。总而言之,完成整个导向套零件设计过程需要进行一系列艰巨工作。设计者首先应树立正确设计思想,努力掌握优异科学技术知识和科学辩证思想方法。同时,还要坚持
4、理论联络实际,并在实践中不停总结和积累设计经验,向相关领域科技工作者和从事生产实践工作者学习,不停发展和创新,才能很好地完成导向套零件设计任务。关键词:导向套 工艺规程 数控加工前 言从中国基础国情角度出发,以国家战略需求和国民经济市场需求为导向,以提升中国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统方法,选择能够主导二十一世纪早期中国制造装备业发展升级关键技术和支持产业化发展支撑技术、配套技术作为研究开发内容,实现制造装备业跨跃式发展。中国在世界产业转移中要尽可能接收前端而不是后端转移,即要掌握优异制造关键技术,不然在新一轮国际产业结构调整中,中国制造业将深入“空芯”。我们以资源、环境、
5、市场为代价,交换得到可能仅仅是世界新经济格局中国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握关键技术制造中心地位,这么将会严重影响中国现代制造业发展进程。我们应站在国家安全战略高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是中国就业人口最多行业,制造业发展不仅可提升人民生活水平,而且还可缓解中国就业压力,保障社会稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品全部列为国家战略物质.飞机是每个国家关键交通工具和军用装备,对于它改善就做到周密和细致,对此中国走到了世界前列.本文就此产品加工关键讲解.1机械加工工艺概念机械加工工艺概念:将原材料半成品加工成合格产品方法和过程,是机械工艺基础
6、技术之一,采取优异加工工艺及设备是确保产品质量节能节材降低成本提升劳动生产率,减轻环境污染,提升企业经济和社会效益关键路径。机械制造工艺分类中国现行行业标准JB/75992-1992机械制造工艺方法分类和代码将工艺方法按大类、中类、小类和细分类四个层次划分,它关键包含:铸造、压力加工、焊接、切削加工、特种加工、热处理、覆盖层、装配和包装等。2导向套加工工艺分析2.1 飞机结构件特征分析特征信息包含了零件几何、拓扑及工程信息,是描述零件最好方法之一,成为整个系统信息集成基础。为了把特征概念应用于航空CIMS工程CAD/CAPP/CAM集成化实用系统对象飞机结构件中框、梁、肋、壁板等35坐标零件,
7、有必需对其工艺特点进行分析。 飞机机加零件是组成飞机机体骨架和气动外形关键组成部分,它们品种繁多、形状复杂、材料各异。为了减轻重量,进行等强度设计,往往在结构件上形成多种复杂型腔。和通常机械零件相比,加工难度大,制造水平要求高。比如壁板、梁、框、座舱盖骨架等结构件由组成飞机气动外形流线型曲面、多种异形切面、结合槽口、交点孔组合成复杂实体。结构件加工不仅形位精度要求高,而且有严格重量控制和使用寿命要求。因为现代飞机性能不停提升,整体结构件成为广泛采取关键承力构件。整体结构件外形正确、结构刚性好、强度高,重量轻、气密性好;采取整体结构件降低了零件和连接件数量,装配变形小,可大大降低制造成本。整体结
8、构件尺寸大,壁薄,易变形。零件槽间距离仅25mm,腹板厚度也仅有24mm,筋顶形状复杂。 经过对零件工艺及数控加工进行调查和分析,依据以下特征归纳标准共归纳18类特征: 1) 采取几何和参数相结合方法来描述特征。CAPP关键关心特征属性部分(参数),它们关系到加工方法、刀具参数等决议。CAM关键关心特征几何部分,它们是刀位计算依据。 2) 从加工制造见解而不是从描述零件实际结构见解来归纳特征,特征和特定工艺方法相对应。如,带斜壁或曲壁槽腔,为了提升效率在粗加工时往往先沿槽内边界按三坐标加工直壁槽,在半精加工和精加工时才用五坐标加工整个槽壁,所以,在归纳特征时,槽特征全部作为是直壁,把斜壁或曲壁
9、定义为内壁特征,斜壁或曲壁槽腔可看作槽特征及其子特征内壁组合。 3) 特征层次结构。特征之间形成树状层次结构。特征之间是否形成父子关系,不决定于它们位置,而取决于加工时是否相互影响。如,槽和槽底孔能够不形成父子关系,槽和槽中凸台则形成父子关系。 4) 特征分类码应用。特征名由特征分类码、属性分类码和序号组成,在信息模型中是唯一。属性分类码是GT技术在特征层加以利用,方便了描述特征语义信息,含有较大信息容量。 5) 特征参数设置依据CAPP和CAM信息需求而定,如,轮廓特征正、负摆角参数可供CAPP选择机床,凸台和槽壁间最小距离决定了刀具选择。 6)附加特征设置。如,工艺凸台是零件加工过程中因装
10、夹定位而设置特征。 7)特征组概念:相同特征类,含有相同或相同工艺特征,总结归纳形成特征组,如槽特征组、孔特征组等。 特征信息模型是CAD/CAPP/CAM系统集成基础。因为采取了统一数据模式,使数据既含有完备性,又避免了冗余性,满足CAD、CAPP、CAM各自信息需求。 图2.1 飞机结构件数数控加工工艺决议模型2.2 特征基工艺决议模型 针对特征基数控加工工艺决议实现,提出了基于加工元工艺决议过程模型。加工元指说明特征一次加工信息实体,它包含特征、特征加工方法、进刀方向、加工刀具、使用机床、切削余量等加工信息。飞机结构件数控加工工艺决议加工元决议模型图1所表示。作者依据具体需求,把整个决议
11、过程划分成若干子任务分阶段进行决议。在CAD系统提供飞机结构件特征信息基础上,按次序进行总体工艺信息获取、分工路线设计、毛坯设计、刚度分析、定位方案设计、装夹方案设计、特征加工次序确定、加工元生成、工序生成、机床选择、夹具选择、工序排序、特殊工序安排、辅助工序插入、工作说明生成、工步生成、辅助工步生成、工步排序、工步刀具参数确定、刀具库关联、刀具查询选择、刀具库断开、量具选择、切削参数库关联、切削参数查询选择、切削参数库断开、工步内容生成等子任务。薄壁导向套是某型航空发动机火焰筒上一个零件,加工难度较高(材料为GH140,属铁镍基高温合金)。为了加工出符合图样要求零件,必需编制合理工艺线路,并
12、设计必需夹具。2.3 导向套关键技术要求2.3.1.技术要求分析图1所表示,导向套几何尺寸及公差,表面粗糙度全部有较高要求。在加工完后还须进行热处理渗铝。图2.2导向套2.3.2.调质处理现代机械制造过程中,对多种工程材料性能要求越来越高,常需要对多种材料进行改性处理来改善工艺性能和提升使用性能。钢改性处理包含钢热处理和表面处理两大类。金属热处理是将金属工件放在一定介质中加热到适宜温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不一样速度冷却一个工艺。 金属热处理是机械制造中关键工艺之一,和其它加工工艺相比,热处理通常不改变工件形状和整体化学成份,而是经过改变工件内部显微组织,或改变工件表面化学成份,给
13、予或改善工件使用性能。其特点是改善工件内在质量。处理后可提升零件强度硬度及耐磨性并改善钢塑性和切削加工性;而经过合理表面处理则可提升零件耐腐蚀性和耐磨性,并可装饰和美化其外观,延长其使用寿命。导向套生产中采取是调质处理和表面镀锌。(1) 调质处理立即淬火加高温回火相结合热处理。调质处理广泛应用于多种 关键结构零件,尤其是那些在交变负荷下工作连杆、螺栓、齿轮及轴类等。 本设计中导向套是郑州煤炭集团生产液压支架一个关键零件,承受复杂载荷,所以选择调质处理。调质处理后得到回火索氏体组织,它机械性能均比相同硬度正火索氏体组织为优。它硬度取决于高温回火温度并和钢回火稳定性和工件截面尺寸相关,通常在HB2
14、00350之间。本设计中调质处理HB240-280即导向套用调质处理方法使其硬度在布氏240到280之间。生产中常见布氏硬度法测定经调质处理刚件。依据钢力学性能和调质处理时加热温度关系,将导向套硬度确保在HB240280较为适宜。 a.淬火立即钢奥氏体化后以合适冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变热处理工艺。淬火目标:使钢件取得所需马氏体组织,提升工件硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等。b.回火即钢件淬火后, 为了消除内应力并取得所要求组织和性能, 将其加热到Ac1以下某一温度, 保温一定时间, 然后冷却到室温热处理工艺叫做回火它包含低温回火
15、、中温回火和高温回火高温回火温度为500650, 得到粒状渗碳体和铁素体基体混和组织, 称回火索氏体回火索氏体(回火S)综合机械性能最好, 即强度、塑性和韧性全部比很好,硬度通常为25HRC35HRC。回火索氏体。 钢在回火时会产生回火脆性现象, 即在250400和450650两个温度区间回火后, 钢冲击韧性显著下降。钢硬度随回火温度改变 40钢机械性能和回火温度关系 2.4 导向套加工工艺分析因为导向套材料是铁镍基高温合金,此种合金含有良好抗氧化性,有高塑性和韧性,足够热强性和良好热疲惫性,是一个难加工材料。由图1可知,当完成两外圆和内部形状加工后,导向套壁较薄,受力差,内部空间位置也较小。
16、要加工出240.160孔,两处宽10.2mm槽和两处内弧形面,并确保对称,比较困难。如直接夹持导向套加工,不仅轻易变形,而且不好直接加工。所以必需设计专用夹具,才能加工出合格导向套零件。2.4.1.选择加工内容及加工方法选择(1)选择数控加工内容在分析零件精度、开关及其技术条件基础上,考虑零件是否适合于在数控机床上进行加工和选择什么类型数控机床加工。通常,考虑是否选择在数控机床上加工原因是:零件技术要求能否确保,对提升生产率是否有利,经济上是否适宜。通常说来,零件复杂程度高、精度要求高、多品种、小批量生产,采取数控机床加工能取得较高经济效益。当选择并决定某个零件进行数控加工后,并不是要把全部加
17、工内容全部包下来,而只能只是其中一部分进行数控加工,所以必需对所要加工零件进行仔细工艺分析,选择那些适合于进行数控加工内容和工序。选择数控加工内容时,应考虑以下问题:优先选择一般机床上无法加工内容,作为数控加工内容;关键选择一般机床难加工、质量也难以确保内容,作为数控加工内容;一般机床加工效率低、工人操作劳动强度大内容,可考虑在数控机床上加工。和上述内容比较,下列部分内容则不宜选择采取数控机床加工:需要经过较长时间占机调整内容,如以毛坯粗基闪定位来加工第一个精基准工序等;必需按专用工装协调孔及其它加工内容。关键原因是采集编程用数据有困难,协调效果也不一定理想;不能在一次装夹中加工完成其它零部位
18、,采取数控加工很麻烦,效果不显著,可安排在一般机床进行补加工。另外,在选择数控加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等原因;还要注意充足发挥数控机床效益,预防把数控机床看成一般机床使用。2.4.2选择数控加工旋转体零件加工这类零件通常在数控车床上加工:其毛坯多采取棒料或锻坯,零件开头、往往是阶梯形或其它等圆柱形零件,其特点是加工余量在且不均匀。在编写加工程序时关键考虑问题是粗车时加工路线。2.3直线斜线走刀加工路线上图为手柄零件加工,其轮廓由三个圆弧组成。因为加工余量大且不均匀,所以,比较合理加工方案是选择直线、斜线程序车削掉图中虚线所表示加工余量,再用圆弧程序精加工成形。孔系
19、零件加工在零件上进行孔系加工时,因为孔和孔之间位置精度要求较高,宜用点位直线控制数控钻镗床或数控加工中心加工。这么不仅能够减轻工人劳动强度,提升生产率,而且还易于确保精度。加工这类零件时,孔系定位多用快速运动,有两坐标联动数控机床,能够指令两轴同时运动。对没没有联动数控机床,则检能指令两个坐标轴集资运动。另外,在编制加工程序时,、还能够采取子程序调用或循环指令方法来降低程序段数量,以降低加工程序长度和提升加工可靠性。平面和曲面轮廓零件加工加工曲面轮廓零件,多采取三个或三个以上人材联动数控铣床或加工中心加工。为了确保加工质量和刀具受力善良好,加工中尽可能使刀具回转中心线和加工表面四处垂直或相切。
20、为此,加工这类零件常采取含有旋转坐标四坐标、五坐标联动数控铣床加工。模具型腔加工这类零件通常型腔表面复杂、不规则,尺寸精度及表面质量要求高,且加工材料硬度高、韧性大,此时可考虑选择数控电火花机床成形加工。用该法加工时切削力,故尤其适宜加工低风度工件和进行细微加工。平板零件加工该类零件可考虑选择数控线切割机床加工。这种加工方法除了内侧角部最小半径由金属丝直径限制外,任何复杂内外侧开关全部能够加工,而且加工余量少,加工精度高,而无需考虑工件硬度怎样,只要是导体或半导体材料全部江堰市能加工。机械加工工艺过程卡片以下图:济源职业技术学院零件号材料45钢编制日期机械加工工艺过程综合卡片零件名导向套毛坯重
21、审核指导加工工序加工工步导向套加工工序说明生产类型大批机床刀具名称刀补量主轴转速切削速度被吃刀量时间1除料为1052预钻扩内孔直径0C.3卡毛坯,除外圆不加工外,其它各部粗车,内外圆单边均留mm余量,沟槽不车,两端刀抬平即可,余量尽可能留在大端。C.4调质HB5卡右端,平右端面(总长加工成,半精车外圆及沟槽,直径方向及端面单边均留mm余量)半精车内孔及沟槽,除+.车成.,右端槽不加工外,其它直径方向和端面单边均留mm余量Ca6卡左端外圆靠平端面;按内孔找正,车平大端面,总长为;车好外圆;倒.度角;车好+.为+.+.;切槽Ca7卡大端外圆,靠平大端面至总长;精车好以下尺寸:车好m-g外圆为;切刀
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