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1、1 概述
隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜,人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率也提出了越來(lái)越高的要求。尤其是航空航天、軍事、造船等領(lǐng)域所需要的零件,精度要求越來(lái)越高,形狀也越來(lái)越復(fù)雜,這些零件用普通機(jī)床是難以加工的。 數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)產(chǎn)物。
數(shù)控機(jī)床(Numerically Controlled Machine Toll)簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控(NC),是近代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制機(jī)床通過(guò)數(shù)字信息自動(dòng)控制機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控機(jī)床的加工程序和運(yùn)動(dòng)變量通
2、過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)控制,同時(shí)具有自動(dòng)換刀,自動(dòng)測(cè)量,自動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)冷卻等功能,現(xiàn)今已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域,而且具有極好的發(fā)展前景。作為一種高效的自動(dòng)化加工設(shè)備,它嚴(yán)格按照加工設(shè)置,自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序稱(chēng)為數(shù)控加工程序,簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控程序,它是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。與數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件對(duì)應(yīng)的是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)軟件,而系統(tǒng)軟件是用于數(shù)控系統(tǒng)工作控制的。當(dāng)然,如果沒(méi)有合理有效的零件及加工工藝的分析,這一技術(shù)也不能發(fā)揮其功效,所以,掌握加工工藝的制定實(shí)施也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
型腔類(lèi)零件一般帶有孔或槽等腔類(lèi)結(jié)構(gòu),大多為方圓結(jié)合類(lèi)零件,對(duì)其配合要求很高,又由于
3、軌跡曲線有嚴(yán)格的集合精度要求,所以加工難度大,而且軌跡精度要求高,必須保證型腔的尺寸精度,幾何精度和互相位置精度。該畢業(yè)設(shè)計(jì)即型腔類(lèi)零件設(shè)計(jì)及加工工藝分析,幾乎涵蓋了數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程,主要包括零件圖的分析、機(jī)床的選擇、定位基準(zhǔn)的的選擇、刀具的選擇、裝夾方案的確定、加工工序的劃分、工序順序的確定、走刀路線的確定、加工余量的確定、切削用量的選擇、冷卻液的選擇、工藝卡的制定、程序的編制等。要保證零件質(zhì)量必須對(duì)加工工藝有極好的理解并能合理運(yùn)用于實(shí)際加工當(dāng)中,該畢業(yè)設(shè)計(jì)大體上就是從以上面入手,對(duì)所選型腔零件(零件3)進(jìn)行分析加工的。此外,該畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)3D型腔零件的加工分析,因?yàn)樗疨ro/E三
4、維設(shè)計(jì)和AUTO CAD二維設(shè)計(jì)于一體,所以這就要求必須全面掌握所學(xué)的制圖的理論知識(shí)和各種制圖軟件,把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去,對(duì)各方面都是一種考驗(yàn)和提升。
2 零件的加工工藝
2.1型腔零件介紹
型腔類(lèi)零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)零件,它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承套和齒輪等零件按一定的相互關(guān)系裝配成一整體,并按預(yù)定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。因此,型腔零件的加工質(zhì)量,直接影響著機(jī)器的性能,精度和壽命。此外,型腔零件的結(jié)構(gòu)形式多種多樣,但仍有它們共同的特點(diǎn):帶有孔或槽等腔類(lèi)結(jié)構(gòu),大多為方圓結(jié)合類(lèi)零件,內(nèi)部呈腔形,加工部位多,加工難度大,既有精度要求較高的孔系和平面,也有許多精度
5、要求較低的緊固孔。因此,一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類(lèi)零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的15%~20%。
要完成型腔零件的設(shè)計(jì)加工,其工藝是非常重要的,且步驟較多,其中比較重要的環(huán)節(jié)有:1.零件圖的工藝性分析;2.加工方法的選擇;3.工序的劃分;4.走刀路線及工序步驟;5.加工刀具的選擇;6.加工余量的確定;7.切削用量的選擇;等等。
2.2 零件圖分析
2.2.1 零件3的相關(guān)視圖
1、如下圖2-1,該圖說(shuō)明了型腔零件3的安裝位置以及同其他零件的裝配方式:
圖2-1 零件3的安裝位置及相關(guān)配合
2、如圖2-2,該圖包含了零件3的二維視圖及相關(guān)尺寸,以及對(duì)零件3的加工要求:
6、
2-2 零件3的相關(guān)二維視圖及要求
2.2.2 零件3的圖形分析
根據(jù)圖2-1,熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件,搞清楚各項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響,然后結(jié)合圖2-2找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求,對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析。
1、檢查零件圖的完整性和正確性
在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后,應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠,表達(dá)是否直觀、清楚,繪制是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)注是否齊全、合理等。
在圖2-2零件3的相關(guān)二維視圖及要求中,包含了零件3的主視圖、俯視圖、側(cè)視圖以及局部視圖等相關(guān)說(shuō)明圖形,對(duì)各結(jié)構(gòu)尺寸及粗糙度和形位公差等也有了詳細(xì)的標(biāo)注完整地表
7、現(xiàn)了零件3的機(jī)構(gòu)外形,方便了對(duì)其立體圖的繪制和下一步的加工計(jì)劃。
2、零件的技術(shù)要求分析
零件的技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面:加工表面的尺寸精度;主要加工表面的形狀精度;主要加工表面之間的相互位置精度;加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求;熱處理要求;其它要求(如未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求)等。
針對(duì)該畢業(yè)設(shè)計(jì)中的零件3,這些技術(shù)要求也均已在圖2-2中進(jìn)行標(biāo)注,如:底部平面的平面度為0.015mm,底部環(huán)形槽的粗糙度要求為去除材料方法粗糙度值上限1.
8、6mm,對(duì)其余未注粗糙度要求如圖2-2右上角所注,為去除材料加工粗糙度上限3.2mm。
另外,要分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟(jì)合理,在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實(shí)現(xiàn),特別要分析主要表面的技術(shù)要求,因?yàn)橹饕砻娴募庸ご_定了零件工藝過(guò)程的大致輪廓。
2.2.3 零件3立體圖的繪制
1、根據(jù)圖2-1、2-2,對(duì)零件3的安裝位置和各尺寸大小進(jìn)行觀察分析,參看各形位公差,結(jié)合技術(shù)要求,確定各結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系,明確了解零件3的作用。在對(duì)零件 3有了全面了解之后,根據(jù)平面二維圖的有關(guān)信息,借助Pro/E繪制出其立體三維圖形,(為更好地顯示其全部結(jié)構(gòu),截取如下兩個(gè)不同方向的視圖),圖形如下(2-3、2-4):
2-3 零件3上部結(jié)構(gòu)
2-4 零件3底部結(jié)構(gòu)
2、對(duì)零件3的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,為以后的加工做好準(zhǔn)備。
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