第一篇：截止閥焊圈排布板加工工藝研究論文

摘要：對截止閥焊圈排布板產品的結構特點進行了分析，并在此基礎上結合生產實際，對截止閥焊圈排布板精密多孔加工工藝進行改進，設計了相應的專用夾具和鉆孔刀具。經過現場小批量生產實踐，確認截止閥焊圈排布板產品的質量穩(wěn)定性和生產效率有大幅提升，改進后的生產工藝及夾具、刀具在相關領域內具有使用和推廣價值。

關鍵詞：截止閥焊圈排布板；加工；技術改進

1、研究背景。

截止閥自動焊接設備專用于截止閥的自動化焊接工作，主要由機架、工作臺、截止閥焊圈排布板和焊接機構組成。工作臺安裝于機架上，截止閥焊圈排布板由定位銷固定安裝于工作臺上，焊接機構安裝于截止閥焊圈排布板的正上方。工作時，工件插裝于截止閥焊圈排布板上低速旋轉，焊接機構通過設定的程序對插裝于截止閥焊圈排布板上的工件進行自動焊接。為確保加工質量，在加工中對焊接機構與截止閥焊圈排布板的相對位置精度要求和工件旋轉同軸度的要求相對較高，同時使截止閥焊圈排布板的加工精度要求大大提高。

現有截止閥焊圈排布板的加工工藝雖然能滿足產品的精度要求，但是存在生產效率低、穩(wěn)定性差、生產成本高等問題，一直困擾企業(yè)的發(fā)展，因此急需一種高效優(yōu)質的新生產工藝，以滿足批量生產截止閥焊圈排布板的加工需求。針對上述問題，筆者通過生產實踐，研制了一種在加工中心上應用的專用夾具，用于裝夾圖1所示的截止閥焊圈排布板。通過設計高效鉆孔刀具，以及批量生產高精度截止閥焊圈排布板的新型加工工藝，為解決板類零件上高精度多孔加工問題提供參考。

2、現有加工工藝分析。

截止閥焊圈排布板的毛坯為鋁板型材，經鉆孔、粗銑、精鏜孔、陽極氧化等幾道工序后形成成品。板上的最大加工區(qū)域為橫豎等距排列的99個閥體安裝孔。如圖2所示，這種閥體安裝孔為圓柱形臺階孔結構，大端直徑為16.1mm，小端直徑為6mm，其中準16.1mm、深10mm的內孔尺寸精度和表面質量要求較高，且兩閥體安裝孔之間的左右和前后間距較小，使大端孔壁較薄，加工時容易變形，加工難度大。因此，如何高效、高精度地完成閥體安裝孔加工，已成為保證截止閥焊圈排布板質量的關鍵。通過對現有生產工藝進行實際調研，發(fā)現現有加工工藝主要存在幾個問題。

（1）在鉆孔和精銑鏜閥體安裝孔過程中，產生的鋁屑非常多，且由于孔徑較小，使排屑和冷卻不暢，容易堵住加工孔，導致后續(xù)工序鏜孔時孔徑和孔壁表面粗糙度穩(wěn)定性較差，刀具壽命短。為解決上述問題，采用分散加工工藝，先用鉆床鉆削底孔，然后在加工中心上粗銑、精鏜孔。但這種分散加工工藝加工效率低，生產成本高［1］。

（2）由于采用分散加工工藝，導致裝夾定位誤差大，特別是在加工中心加工過程中，由于截止閥焊圈排布板面積較大，只采用四角四點壓裝，且截止閥焊圈排布板上閥體安裝孔圓度偏差大，尺寸穩(wěn)定性較差，導致需要經常檢測，且需修改程序進行補刀加工，加工效率低［2］。

（3）在加工中心上加工時，截止閥焊圈排布板直接由壓板壓裝于工作臺上，底面與工作臺緊密接觸，導致閥體安裝孔排屑不暢，鋁屑堵塞在安裝孔內，使清理鋁屑時非常不便，費時費力，且吹出的鋁屑容易給操作者造成眼部傷害。

3、加工工藝改進。

針對上述問題，筆者通過分析研究，對現有的截止閥焊圈排布板加工工藝進行了改進。

（1）對原有的分散加工工藝進行優(yōu)化，集中采用在加工中心上一次裝夾，完成所有加工工序，以減小裝夾誤差，降低企業(yè)生產成本［3—4］。

（2）設計新型工裝夾具，將傳統的四角四點壓裝優(yōu)化設計為區(qū)域化分塊壓緊。為便于截止閥焊圈排布板上的閥體安裝孔排屑，進行分塊壓緊，分塊加工，減小加工變形和尺寸誤差，提高閥體安裝孔尺寸的一致性［5］。此外，為確保加工時產生的鋁屑順利排出，提高排屑效果，減少孔內鋁屑堵住的現象，對夾具內部進行優(yōu)化設計，使孔內暢通，并且盡量保持清潔，確保后續(xù)鏜孔時孔徑的尺寸精度和孔壁表面粗糙度要求，提升刀具壽命和產品合格率。

（3）改進設計臺階式單刃鉆孔刀具，減少刀具數量，縮短換刀時間，提升加工效率。

（4）優(yōu)化設計準9.7mm中間孔加工工藝，采用定尺寸鎢鋼鉸刀鉸削加工替代鏜孔加工，在保證加工精度的同時縮短加工時間。改進后的生產加工工藝在車間小批量生產實踐后，進行數據統計，發(fā)現改進后的生產加工工藝使生產質量和生產效率有明顯提高，尤其是準16.1mm閥體安裝孔尺寸穩(wěn)定性較好，尺寸精度和表面粗糙度都達到了圖紙要求。

4、專用夾具研發(fā)。

為了徹底解決傳統工藝中存在的排屑不暢導致后續(xù)加工刀具損耗大、鏜孔孔徑尺寸穩(wěn)定性和表面粗糙度差等一系列問題，筆者經過實踐研究，設計了一套自吸式截止閥焊圈排布板專用夾具［6］。這一專用夾具主要包括夾具體、鎖緊機構、進氣機構和排屑裝置。夾具體由45號鋼經過銑削加工、熱處理、平面磨削而成，夾具體的上表面排列設置有排屑孔、導柱孔和16個壓裝鎖緊螺紋孔，排屑孔截面成漏斗形。夾具體的下表面開設有一個排屑空腔，排屑孔的下端與空腔相連，形成排屑通道。

夾具體的前側設置有一排進氣孔，進氣孔與空腔相互貫通。各進氣孔通過管道與進氣機構相連接，由進氣機構控制空腔內的氣流大小。夾具體的后側設置安裝了一個排屑裝置，排屑裝置與空腔相互貫通連接。夾具體上表面的左右兩側各設置有一組鎖緊機構，可以實現安裝時的快速鎖緊［7］。使用時，夾具體通過鎖緊機構快速固定在加工中心的工作臺上，截止閥焊圈排布板放置于夾具體上，通過螺釘與16個壓裝鎖緊螺紋孔連接，將截止閥焊圈排布板壓裝在夾具體上，使加工區(qū)域區(qū)塊化，并通過螺釘定位實現快速定位裝夾。截止閥焊圈排布板加工時，同時打開進氣機構和排屑裝置，使高壓氣體由進氣機構進入夾具體空腔內，形成氣流，將鉆孔所產生的鋁屑快速帶走，而后由排屑裝置將被氣流帶出的鋁屑快速收集，使夾具體空腔內形成負壓狀態(tài)，確保鉆孔所產生的鋁屑能夠快速下落，防止鋁屑堵塞孔。

5、鉆孔刀具設計。

為了滿足新加工工藝的加工要求，縮短輔助時間，減少刀具數量，提升加工效率，保證截止閥焊圈排布板加工質量的穩(wěn)定性和一致性，需要設計一款新型鉆孔刀具［8］。截止閥焊圈排布板閥體安裝孔為圓柱形臺階孔結構，孔徑變化較多。在傳統加工中，需要采用準6mm麻花鉆、準9.5mm麻花鉆、準9.7mm鉸刀、準8mm立銑刀、準12mm粗精鏜刀等多把刀具，換刀輔助時間較長，并且在鉆孔過程中由于孔徑較小、孔較深，經常出現鉆頭折斷現象。由此可見，如何高效、高精度地完成閥體安裝孔的加工，減少刀具的數量，成為保證截止閥焊圈排布板加工質量的關鍵點。為此，筆者設計了一款臺階式單刃鉆孔刀具［9］，刀具體由三個臺階組成，刀具整體結構剛性較好。刀體的前段直徑為6mm，中間段直徑為9.5mm，后段直徑為15.9mm。每個臺階上焊接有一片切削刀具，并在刀體上設置有一條螺旋槽，方便鋁屑排出。在刀體的中心開設有三條刀具冷卻通道，對應用于每個臺階上的刀片冷卻，在冷卻刀具的同時使鋁屑不易堆積［10］。在臺階式單刃鉆孔刀具試生產中進行數據統計，發(fā)現新鉆孔刀具加工效率高，可實現三個臺階孔同時進行鉆孔加工，節(jié)約了換刀時間，而且螺旋角度設計合理，排屑通暢，刀體冷卻效果和加工精度穩(wěn)定性好。數據顯示，截止閥焊圈排布板加工精度100%符合圖紙要求。

6、總結。

筆者通過實際生產實踐研究，介紹了改進后的截止閥焊圈排布板加工工藝。改進后的加工工藝不僅能夠有效保證截止閥焊圈排布板的加工質量，降低企業(yè)生產成本，提高加工效率，而且可以防止因多道工序流轉引發(fā)的質量問題，為截止閥焊圈排布板的全面自動化生產打下了良好的技術基礎。經檢驗，由改進后新工藝生產的截止閥焊圈排布板，其尺寸精度、位置精度、孔表面粗糙度等各項數據均滿足圖紙的設計要求，而且裝夾方便快捷，裝夾輔助時間較原工藝縮短了60%，加工效率大幅提高，產量由原來的每班8塊提高到每班14塊，為企業(yè)帶來了良好的經濟效益。實踐證明，筆者設計開發(fā)的專用夾具和鉆孔刀具新穎實用，同時可用于其它板類零件上高精度多孔的生產加工，具有一定的參考價值。

第二篇：塑料制品加工成型的工藝研究

塑料制品加工成型的研究

摘要：塑料是以相對分子質量高的合成樹脂為主要成分，并加入其他添加劑，在一定溫度和壓力下塑化成型的高分子合成材料。一般相對分子質量都大于一萬，有的可達百萬。在加熱、加壓條件下具有可塑性，在常溫下為柔韌的固體。可以使用模具成型得到我們所需要的形狀和尺寸的塑料制件。其他的添加劑主要有填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑等其他配合劑。塑料作為設計材料使用，具有許多優(yōu)良的特性。在我們的生活和生產中扮演著很重要的作用。它不僅可部分代替?zhèn)鹘y材料，而且還能生產出具有獨特性能的各種制品塑料與其他材料相比較，有以下幾方面的性能特點：重量輕、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、優(yōu)異的電絕緣性能、機械強度分布廣和較高的比強度、熱的不良導體具有消聲、減震作用。塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品、工業(yè)用品的統稱。

關鍵詞：塑料、塑料制品、塑料機械工業(yè)、塑料制品成型新工藝

一、塑料的概念

塑料是具有塑性行為的材料，所謂塑性是指受外力作用時，發(fā)生形變，外力取消后，仍能保持受力時的狀態(tài)。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發(fā)生一定形變。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。

1.1塑料的主要性能特點 基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯，但交聯較少，稱為網狀結構，屬于體型結構。

兩種不同的結構，表現出兩種相反的性能。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，所以沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。1.2塑料的分類

熱塑性塑料：指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料；即可運用加熱及冷卻，使其產生可逆變化(液態(tài)←→固態(tài))，是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續(xù)的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其樹脂分子由線型結構交聯成網狀結構。

二、塑料制品的成型方法 注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、傳遞模塑成型、反應注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生產

塑料制品的生產從塑料原料的生產到塑料制品的生產，包含了三個生產過程，第一生產過程是從原料經過聚合反應生成合成樹脂；第二生產過程是加入助劑混合得到塑料，即為生產塑料制品的原材料；第三生產過程是根據塑料性能，利用各種成型加工手段，使其成為具有一定形狀和使用價值的塑料制品。生產中一般第一過程和第二過程屬于塑料生產部門，通常由樹脂廠來完成。第三過程屬于塑料制品生產部門。但對于大型塑料制品生產廠家，為了滿足塑料制品的多樣性要求，生產中也有將第二過程歸入塑料制品的生產范圍。即以合成樹脂作為原材料，添加助劑后，再成型加工。2.2塑料制品在生活和生產中的重要性

塑料成型工業(yè)自1872年開始到現在已度過仿制、擴展和變革的時期。塑料成型是把塑料原材料加熱到一定溫度注入到具有一定形狀和尺寸的模具中，待其冷卻后，獲得塑料制品的過程。塑料成型工藝與模具是一門在生產實踐中逐步發(fā)展起來，又直接為生產服務的應用型技術科學，是一種先進的加工方法。它研究的主要對象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是鑄造、鍛壓、沖壓、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業(yè)的重要工藝 裝備，在現代工業(yè)生產中廣泛的采用各種模具進行產品生產，模具的設計和制造水平在很大程度上反映和代表了一個國家機械工業(yè)的綜合制造能力和水平。塑料模是模具的一種，是指用于成型塑料制件的模具，它是一種行腔模具的類型。

三、注射成型工藝的優(yōu)缺點

3.1 優(yōu)點 ①成型周期短；

②能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件； ③的塑料對成型各種塑料的適應性很強； ④生產效率高易于實現全自動化生產； 3.2缺點

①生產大面積結構制件時，高的熔體粘度需要高的注塑壓力，高的注塑壓力要求大的鎖模力，從而增加了機器和模具的費用；

②生產厚壁制件時，難以避免表面縮痕和內部縮孔，塑料件尺寸精度差；

③加工纖維增強復合材料時，缺乏對纖維取向的控制能力，基體中纖維分布隨機，增強作用不能充分發(fā)揮；

④注射成型設備價格及模具制造費用較高，不適合單件及較小的塑件的生產；

四、塑料制品成型新工藝方法

塑料成型加工是將塑料原料轉變成具有使用價值的制品的過程。傳統的成型工藝有擠出、注射、吹塑、壓延、涂覆、層壓、傳遞成型 等。至今這些技術已經發(fā)展和運用的相當成熟，且應用得非常普遍。隨著塑料制品應用日益廣泛，人們對塑料制品精度、形狀、功能等提出了更高的要求。傳統的成型工藝已難以適應這些要求，這就迫使人們在不斷改進傳統的成型工藝的基礎上，采用新思想、新技術開發(fā)新的成型工藝已滿足不同應用領域的需求。目前成型工藝的發(fā)展趨勢主要是節(jié)能、節(jié)約原材料、提高成型效率、改進制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動態(tài)保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

五、擠出成型新工藝的發(fā)展及前景

5.1新型擠出混煉技術與設備的開發(fā)

目前，國際上用于高分子材料共混改性的新型混煉設備主要有三大類：同向平行雙螺桿擠出機、往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機。其中小型同向平行雙螺桿擠出機國內已能生產，但萬噸級大型混煉擠壓造粒機組全部要依靠進口。同時，往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機是制備高填充、高附加值高聚物合金的必要裝置，目前國內對他們的研制剛剛處于樣機階段，規(guī)格不多，品種不全，具有廣闊的發(fā)展前景。

大口徑管材擠出的異向平行雙螺桿擠出機組、鋼塑復合管擠出機組和大型雙臂波紋管擠出成型機組及特種塑料管材專用擠出機組的開發(fā)研究。復合擠出成型技術和設備的開發(fā)研究。最近，多層共擠的超寬土工模、包裝用的拉伸拉幅平模、建筑用的復合瓦楞板、芯層發(fā)泡紙板材和管材的市場需求量很大，與此相關的成型技術和裝備的開 發(fā)研究必須引起足夠的重視。5.2壓縮成型新工藝的發(fā)展及前景

（1）由單一性技術向組合性技術發(fā)展，如注射-拉伸-吹塑成型技術和擠出-模壓-熱成型技術等；

（2）由常規(guī)條件下的成型技術向特殊條件下的成型技術發(fā)展，如超高壓和高真空條件下的塑料成型加工技術；

（3）由基本上不改變原有性能的保質成型加工向賦予塑料型新性能的變質性成型加工技術發(fā)展，如發(fā)泡成型、借助電子束與化學交聯機使熱塑性塑料在成型過程中進行交聯反應的交聯擠出等；（4）為提高加工精度、縮短制造周期，在模具加工技術方面更廣泛地應用仿形加工、數控加工等；

（5）廣泛應用模具新材料。模具材料的選用直接影響到模具的加工成本、使用壽命以及塑料制品的成型質量等，因此，國內外已開發(fā)出許多具有良好使用性能、加工性能，熱處理變形小的新型塑料模具鋼，如預硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼，經過試用，均取得了較好的技術和經濟效果。

（6）CAE技術將在注塑領域發(fā)揮越來越重要的作用，其本身也隨著注塑技術的發(fā)展要求而更加完善、實用、方便。

在塑料成型生產過程中，先進的模具設計、高質量的模具制造、優(yōu)質的模具材料、合理的加工工藝和現代化的成型設備都是成型優(yōu)質塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型25萬次，這與上述因素有很大關系?？疾靽鴥韧饽＞吖I(yè)的現狀及我國國民經濟和現代工業(yè)生產中模具地位，從塑料模具的設計理論、設計實踐和制造技術出發(fā)，塑料成型技術大致有以下幾個方面的發(fā)展趨勢。

六、新工藝方法的加工適應性和可行性

在自然界對于一般的低分子化合物而言，在常溫下其聚集狀態(tài)可呈三態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。然而，對于非結晶線性高聚物而言，由于其分子量巨大且分子結構的連續(xù)性，所以他們的聚集狀態(tài)是在不同的件下，以獨特的三種形態(tài)存在的。

七、參考文獻

[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007.8

[2] 中國機械工業(yè)教育協會 塑料模設計及制造.北京:機械工業(yè)出版社 2001.8 [3] 徐平原.塑料套管樁在申嘉湖杭高速公路軟基中的應用[J].路基工程.2009(05)

[4] 劉靜.生活塑料廢棄物危害及其管理政策的評估[J].環(huán)境與健康雜志.2006(04)

[5] 趙蓓蓓.初探塑料模具材料現狀及發(fā)展方向[J].2009,(34).

第三篇：數控加工工藝結課論文

數控加工工藝

（結課論文）

姓名: 學號： 班級：

在這8個星期里，我們主要學習了數控加工工藝的一些基本知識以及進行一些基本的模擬練習，以便掌握相關的知識和技能?，F在我將對自己在這8個星期來所學習的內容和自己在學習過程中遇到的問題以及一些心得體會進行總結。

1、數控加工的概念

數控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。數控機床—是指應用數控技術對加工過程進行控制的機床。數控加工—是指采用數控機床加工零件的方法。

2、主要學習內容

練習環(huán)境—所使用的軟件是數控加工仿真與遠程教學系統。

通過應用這個軟件，老師教我們如何使用數控機床，以及如何編程等，然后我們使用VNUC3.0來做模擬加工練習。常用的編程指令如下：

G00：快速定位指令；G01: 線插補指令；G02：順圓弧插補指令； G03: 逆圓弧插補指令；G04：暫停指令；G54：設定工件坐標系一 ；

G55：設定工件坐標系二 ；G56：設定工件坐標系三 ；G57：設定工件坐標系四 ；G58：設定工件坐標系五 ；G59：設定工件坐標系六 ；

G71: 粗加工復合循環(huán)；M98：調用子程序；M99：子程序結束返回／重復執(zhí)行；M02：程序停；M03：程序結束；M04：主軸正傳；M05：主軸反轉;M30:程序結束并返回程序起點；等。

熟悉這些指令后，就是練習編寫程序并做模擬加工，我們主要學習了數控臥式車床和立式銑床的加工技術。

3、遇到的問題

一開始使用模擬軟件時，有點心慌慌的，因為總是跟不上老師的進度，很多工具還未來得及了解清楚，老師就開始做模擬加工了，等到老師讓我們做模擬練習時，我根本不知道該做什么，因為我真的是不懂怎么操作。為了能學到知識，我就得更認真去聽課更認真去做筆記；在老師講解如何編程時，我還跟著老師的思路去練習編寫程序。經過自己的認真練習后，后面的課程我都能夠跟得上老師的進度了，甚至還會自己編寫程序了。

有一次課，我都不清楚在使用多把車刀時，是如何實現自動換刀的，導致我有個練習沒有按時做出來，后來通過請教同學，我先學習使用換刀的指令，接著就把模擬加工順利完成了。

我在學習過程中，沒有遇到特別難的問題，一般都是由于一些基本的知識沒有掌握好而導致的，這種情況下，只要我下次課認真聽就可以自己找到解決的方案，因為基本的操作幾乎每次課都會用到的。

4、心得體會

學習《數控加工工藝》這門課，我覺得最主要的就是要認真聽課，只有聽明白老師在講什么內容了，我們才知道自己該做什么，因為我們沒有教材。盡管我們可以去圖書館借書自學，但是如果沒有通過老師的講解，我們從書上學到的知識是很膚淺的，而且有時候在實際應用中跟書上講的是有區(qū)別的。另外，學習的這門課的關鍵就是要去做老師布置的練習，只有通過自己去練習，我們才可以熟練的掌握技能，并將老師上課講過的知識轉化為我們自己的知識，同時這也是檢驗我們學習能力和掌握知識程度的一個好平臺。

在這之前，我們大一做金工實習時，就開始接觸過數控機床，當時也是使用模擬軟件來學習一些基本的知識，然后自己編寫一個簡單的程序，做模擬加工?，F在我們也是從基本的編程常用指令學起，然后再學習模擬軟件中臥式車床和三軸立式銑床的功能界面，這些也是我們學習這門課的重點內容。

通過這8個星期的努力學習，我已經掌握了一定的數控加工技術，并且能夠將自己所學的知識應用到實踐中。上個星期的數控加工實訓，我用的就是自己編寫的程序，通過指導老師的幫助，成功地完成加工任務。

我覺得，數控加工真的是一門有用的學科，我希望可以更加深入的了解和學習數控知識。

第四篇：畢業(yè)設計(論文)柴油機連桿加工工藝設計說明書

畢業(yè)設計（論文）柴油機連桿加工工藝設計說明書

畢業(yè)設計論文任務書

專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械051 姓名 下發(fā)日期 200-3-10 題目 12V180C柴油機加工工藝設計

藝設計

要 內 容 及 要

求 設計內容首先仔細分析所要加工零件的結構技術要求生產綱領等內容從而制定一套該零件的加工工藝規(guī)程認真分析該加工工藝規(guī)程的優(yōu)點進而繪制出各個主要工序的工序卡片設計主要工序的機床夾具分析計算定位誤差設計機床夾具的主要零件

要求根據給定的12V180系列柴油機零件圖制定出符合加工技術要求的加工工藝工藝規(guī)程并對所制定的加工工藝規(guī)程進行可行性和優(yōu)化性比較從而制定出較好的加工工藝設計重要工序的工藝裝備要求的圖紙量折合為零號圖后不少于四張設計說明書不少于三萬字

度

主要技術參數 進 主

專題

12V180柴油機加工工及 完 成 日 期

3月30日至4月10日2周 根據設計任務書要求查閱資料完成外文翻譯工作

4月13日至4月24日2周 繪制連桿零件圖熟悉連桿的結構初步確定連桿的加工工藝過程

4月27日至5月8日2周確定連桿機械加工工藝過程設計部分工序的工藝過程

5月11日至5月22日2周了解機床夾具設計的基本原則繪制重要工序夾具簡圖

5月25日至5月29日 1周 繪制重要工序的夾具圖 6月1日至6月12日2周 編寫設計說明書 6月15日至6月21日1周 修改整理資料打印資料 6月22日至6月23日2天 答辯

任簽字 日 期 指導教師簽字 日 期

導 教 師 評 語

教學院長簽字 日 期 教研室主

指

指導教師 年 月 日 指 定 論 文 評 閱 人 評 語

評閱人

年 月 日

定 成

績 指導教師給定 成績 30 評閱人給定 成績 30 答辯成績 40 總 評 答辯委員會主席 簽字

答 辯 委 員 會 評 語 評

連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件例如在往復活塞式動力機械和壓縮機中用連桿來連接活塞與曲柄連桿多為鋼件其主體部分的截面多為圓形或工字形兩端有孔孔內裝有青銅襯套或滾針軸承供裝入軸銷而構成鉸接連桿是汽車發(fā)動機中的重要零件它連接著活塞和曲軸其作用是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率連桿在工作中除承受燃燒室燃氣產生的壓力外還要承受縱向和橫向的慣性力因此連桿在一個復雜的應力狀態(tài)下工作它既受交變的拉壓應力又受彎曲應力連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應力區(qū)域連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能又要求具有足夠的鋼性和韌性連桿是柴油機的主要傳動件之一本文主要論述了連桿的加工工藝及其部分工序夾具設計確定加工的生產綱領及生產類型確定的毛坯材料及尺寸確定毛坯加工余量設計加工工藝確定部分重要工序所用的工藝裝備和設備計算部分重要工序的切削用量和基本時間設計重要工序所用的夾具連桿的尺寸精度形狀精度以及位置精度的要求都很高而連桿的工作環(huán)境惡劣剛性比較差容易產生變形因此在安排工藝過程時就需要把各主要表面的粗精加工工序分開逐步減少加工余量切削力及內應力的作用并修正加工后的變形才能最后達到零件的技術要求

關鍵詞 連桿變形加工工藝夾具設計Abstract At both ends of linkage with the active and passive components in order to convey movement and the hinged edge of the bar For example in reciprocating piston compressor and power machinery to connect the piston with connecting rod and crank Connecting rod for steel parts the main part of the cross section for the round or shaped both ends have a hole or holes with needle bearing bronze bushing for the pin into and constitute a hinged axis Linkage is an important automotive engine parts it is connected to the piston and the crankshaft its role is to the reciprocating piston movement into rotary movement of the crankshaft and the role of the force in the piston to the crankshaft to the output power Link at work in addition to gas produced by the combustion chamber under pressure also have to face the vertical and horizontal inertia force Therefore the connecting rod in a complex work under the stress state It is subject to alternating stress of tension and compression but also by the bending stress Link the main form of fatigue damage and excessive deformation Usually the site of fatigue fracture in the connecting rod on the three regions of high stress Requirements of the working conditions of connecting rod connecting rod has higher strength and fatigue performance also requires adequate and toughness of steelThe connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod The precision of size the precision of profile and the precision of position of the connecting rod is demanded highly and the rigidity of the connecting rod is not enough easy to deform so arranging the craft course need to separate the each main and superficial thick finish machining process Reduce the function of processing the surplus cutting force and internal stress progressively revise the deformation after processing can reach the specification requirement for the part finally Keyword Connecting rod Deformination Working environment Processing technology Design of clamping device 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 第1章 緒論 1 11機車柴油機簡介 1 com 柴油機概述 com油機簡介 2 12連桿簡介及連桿加工工藝分析 4 com作用 4 com械加工工藝技術關鍵分析 4 com要研究內容 第2章 連桿加工工藝規(guī)程 21機械加工工藝規(guī)程簡介 6 com工工藝規(guī)程的作用 6 com工工藝規(guī)程的制定程序 6 22計算產品生產綱領確定生產類型 6 23審查零件圖樣工藝性 24選擇毛坯 7 25工藝過程設計 8 com準的選擇 8 com段的劃分與工序順序的安排 10 com藝路線 11 26 確定毛坯加工余量及毛坯尺寸 13 com算連桿機械加工余量的方法 13 com 設計毛坯圖 27 部分重要工序設計 15 com分重要工序介紹 com分重要工序工序尺寸 16 com削用量及基本時間 17 第3章 夾具設計 28 31機床夾具的分類基本組成及功能 28 31 1機床夾具的分類 28 com具的基本組成 28 com用夾具的主要功能 28 com用夾具設計的基本要求 29 32 12V180C 系列柴油機連桿銑剖分面夾具設計 com指出 29 com 夾具設計 30 33 12V180C系列柴油機連桿鏜大小頭孔夾具設計29

com 問題的指出 com 夾具設計 32 結論 34 參考文獻 35 致謝 36 附件1 37 附件2 62

第1章 緒論 11機車柴油機簡介 com 柴油機概述

柴油機是一種動力機械它以柴油為燃料將柴油燃燒而產生的熱能轉化為機械能柴油機廣泛應用在工農業(yè)交通運輸國防及人民日常生活中柴油機的型式很多一般可按下述幾種方式分類

①按工作方式二沖程四沖程 ②按汽缸數單缸多缸

③按汽缸直徑95105135 mm 等

柴油的特點是自燃溫度低所以柴油發(fā)動機無需要火花塞之類的點火裝置它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度使空氣溫度超過柴油的自燃測試這時再噴入柴油柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒從性能上說國內傳統柴油機一直給人以體積笨重振動噪聲大以及排放污染嚴重的印象因此國產轎車基本都采用汽油發(fā)動機然而近年來國外知名車商開始將一些最新的柴油機技術引入到中國大大改善了國人對柴油機的偏見譬如一汽大眾剛剛推出寶來TDI柴油發(fā)動機其環(huán)保性動力性以及平順性都不遜于汽油機同時又具有柴油機特有的巨大扭力和超低油耗市場前景十分看好

2柴油機結構及工作原理

結構柴油機由燃燒室組件動力傳遞組件機體和主軸承配氣機構燃油系統和調速器潤滑系統冷卻系統起動系統構成

工作原理柴油機工作時一般分為吸氣壓縮爆發(fā)排氣等步驟開始時活塞從上止點下行到下止點將新鮮空氣吸入氣缸然后從下止點上行到上止點將吸入的氣體壓縮使其壓力及溫度升高當接近上止點時氣體溫度已超過柴油燃點此時由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒高溫高壓燃氣推動活塞下行做功之后活塞再次從下止點上行將廢氣排出氣缸完成一個循環(huán)活塞往復不停地工作帶動連桿使曲軸轉動就從曲軸上把動能傳輸出來1機車柴油機概述

機車柴油機locomotive diesel engine是指用于內燃機車內燃車組或內燃動車的柴油機機車柴油機具有高功率強化柴油機的典型特征一般為四沖程V型機以12缸16缸最為普遍也有直列式6810缸的柴油機的寬度和高度受鐵路機車車輛限界標準的限制機車的允許軸重對柴油機重量也有一定的限制現代機車柴油機不斷提高增壓度見內燃機增壓同時加大氣缸排量大功率柴油機的單機功率已達5000千瓦平均有效壓力為13～20兆帕燃料消耗率為200～225克千瓦2時柴油機的附件如冷卻水散熱器風扇和空氣濾清器等均布置在機車廂內機油濾清器機油換熱器一般也布置在機車廂內柴油機幾乎都采用電起動方式只有個別的采用空氣起動調速系統大多采用液壓全速調速器并裝有超速停機油壓保護和超溫卸載等自動安全保護裝置

2對機車柴油機的性能要求

機車在鐵路上運行時線路狀況不時變化又需要按計劃時間運行因而要求機車柴油機的轉速和功率在相當寬的范圍內變化從運行工況的時間比例來看部分負荷約占50％空轉占40％左右而標定工況的使用時間很少鐵路分布地區(qū)廣泛列車運行時的自然環(huán)境條件也在改變這就要求柴油機具有廣泛的適應能力

對機車柴油機的性能要求是不僅在標定工況下而且更重要的是在部分負荷和空轉時燃油和機油的消耗量小經濟性應與機車牽引特性相適應有一個經濟性最好的最低空載穩(wěn)定轉速性能指標隨環(huán)境條件的變化小噪聲低排氣煙塵和有害成分少冷機或熱機均能連續(xù)可靠起動一般在5℃氣溫時起動時間不超過10秒

2機車柴油機在中國的發(fā)展歷程

柴油機發(fā)明后屢經研究試圖將柴油機用于鐵路牽引1913年瑞典最先制造了以55千瓦 75馬力 柴油機為動力的第一臺電力傳動內燃動車但在1950年以前鐵路車輛的牽引動力主要仍是蒸汽機車50年代內燃機車因有較好的能源利用率可以改善列車牽引經濟性而獲得了廣泛的應用并逐步取代了蒸汽機車到80年代初世界上內燃機車已占機車總數的23 中國于1958年自行制造內燃機車 長辛店機車車輛廠制成了國產第一臺內燃機車---建設型直流電力傳動調車內燃機車機車裝有2臺B2-300型柴油機總裝車功率為23300馬力最高速度80kmh該機車基本上是按從匈牙利進口的ND1型內燃機車仿造試制的

1969年1970年和1977年四方廠戚墅堰廠和資陽內燃機車廠以下簡稱資陽廠先后制造了6臺4500馬力等級的東方紅4型貨運液力傳動內燃機車機車裝用2臺16V200ZL型柴油機最高速度100kmh 1970年四方廠開始生產援助坦-贊鐵路和越南等國的裝用12V180ZJ型柴油機的1000馬力的DFH1345型和2000馬力的DFH2型液力傳動內燃機車總數達163臺這是最早走出國門的國產內燃機車本文所研究就是12V180ZJ型柴油機氣缸蓋的加工工藝過程

1999年8月戚墅堰廠和浦鎮(zhèn)車輛廠合作制成了M9T雙M編組的新曙光號電力傳動雙層內燃車組媒介動力車機車裝用1臺12V280ZJ型柴油機車組總功率為233750馬力席位1140個最高速度180kmh試驗時達到1904kmh其他工廠的內燃動車也正在試制開發(fā)當中 內燃動車組的發(fā)展不僅提高了鐵路在國內運輸市場的競爭能力還提高了在國際市場上的競爭能力也為21世紀初葉我國鐵路客運提供了新的運輸工具

3機車柴油機發(fā)展方向

機車柴油機發(fā)展重點是在機車車輛限界和機車軸重允許的條件下不斷提高功率一個重要的趨勢是采用低壓縮比與二級增壓相配合的方法提高功率提高可靠性和耐久性以延長柴油機壽命提高經濟性特別是改善部分負荷過渡工況和空轉時的經濟性應用電子技術實現運行工況優(yōu)化和故障自動監(jiān)控降低噪聲和減少排氣中的有害成分防止污染改善機車用柴油機增壓器的跟隨性等

內燃機車可靠性與可維修性設計也是國外大功率內燃機車的一個發(fā)展方向經驗表明大功率交流傳動內燃機車無故障運行能力要比傳統的直流傳動內燃機車大４０％左右可靠性提高除通過結構方面的改進外一個顯著的特點是叫可靠性技術的應用提高內燃機車可靠性問題不只是通過對薄弱零件改進來解決而且要將可靠性技術貫穿于內燃機車設計試驗制造使用維修和管理等各個環(huán)節(jié)中形成一個系統工程在設計中除采用概率統計方法把影響應力和強度的各因素視為隨機變量運用可靠性理論保證所設計的零部件具有規(guī)定的可靠度外還要進行可靠性規(guī)劃與設計主要包括建立可靠性模型將系統可靠性指標分配給各級組成部分進行可靠性分配根據設計方案進行可靠性預測按照設計方案進行故障模式影響及危害性分析ＦＭＥＣＡ及故障樹分析ＦＴＡ等找出影響可靠性安全性的關鍵部件及薄弱環(huán)節(jié)國產第４代內燃機車應具有可靠性維修性及模塊化設計

圖1-1活塞連桿組

連桿是將活塞的往復運動轉變成曲軸旋轉運動的中間構件

連桿由連桿小頭桿身連桿大頭三部分組成連桿小頭承受著活塞組產生的往復慣性力桿身承受著氣缸內燃機氣壓力所產生的壓應力以及往復慣性力產生的拉應力由制造誤差產生的桿身斷面偏移也會在桿身上形成附加彎曲應力連桿大頭承受著往復慣性力和不包括連桿蓋在內的連桿離心慣性力

對連桿的基本要求是

1連桿小頭應具有足夠的強度和剛度并使連桿小頭軸承比壓控制在合理范圍內

2桿身應具有足夠的疲勞強度盡可能小的質量良好的鍛造工藝性 3連桿大頭應具有足夠的剛度以減小運轉時的變形防止軸承熱熔接連焊軸承應具有足夠的承載面積

4連桿螺栓應具有足夠的疲勞強度和一定的超轉速工作能力

本論文主要研究大內容主要有 確定加工的生產綱領及生產類型

確定的毛坯材料及尺寸確定毛坯加工余量 設計加工工藝

確定部分重要工序所用的工藝裝備和設備 計算部分重要工序的切削用量和基本時間 設計重要工序所用的夾具 第2章 連桿加工工藝規(guī)程 21機械加工工藝規(guī)程簡介 com工工藝規(guī)程的作用

1機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產的主要技術文件機械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事生產的人員都要嚴格認真貫徹執(zhí)行的工藝技術文件按照它組織生產就能做到個工序科學的銜接實現優(yōu)質高產和低消耗

2機械加工工藝規(guī)程是生產準備和計劃調度的主要依據有了機械加工工藝規(guī)程在產品投入生產之前就可以根據它進行一系列的準備工作如原材料和毛坯的供應機床的調整專用工藝裝備如專用夾具刀具和量具的設計制造生產作業(yè)計劃的編排勞動力的組織以及生產成本的核算等有了機械加工工藝規(guī)程就可以制所生產產品的進度計劃和相應的調度計劃使生產均衡順利的進行

3機械加工工藝規(guī)程是新建或擴建工廠車間的基本技術文件在新建或擴建工廠車間時只有根據機械加工工藝規(guī)程和生產綱領才能準確確定生產所需機床的種類和數量工廠和車間的面積機床的平面布置生產工人的工種等級數量以及個輔助部門的安排等

制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產品圖樣生產綱領生產類型現場加工設備及生產條件等設計機械加工工藝規(guī)程的程序一般為

1分析加工零件的工藝性主要包括審查零件結構的工藝性及了解零件的各項技術要求分析產品的裝配圖和零件的工作圖熟悉該產品的用途性能及工作條件明確被加工零件在產品中的位置和作用等

2熟悉和確定毛坯 3擬定加工工藝路線 4工序設計 5 編制工藝文件

180C柴油機的該產品年產量為150臺設其備品率為10機械加工廢品率為1現制定該活塞的機械加工工藝規(guī)程

N Qn 1αβ 150 1101 166件年

連桿的年產量為166件現已知該產品屬于輕型機械根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表11-2生產類型與生產綱領的關系可確定其生產類型為中批生產

零件圖樣的視圖正確完整尺寸公差及技術要求齊全 24選擇毛坯

連桿在工作中承受多向交變載荷的作用要求具有很高的強度因此連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼如45鋼55鋼40Cr40CrMnB等近年來也有采用球墨鑄鐵的粉末冶金零件的尺寸精度高材料損耗少成本低隨著粉末冶金鍛造工藝的出現和應用使粉末冶金件的密度和強度大為提高因此采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法

連桿毛坯制造方法的選擇主要根據生產類型材料的工藝性可塑性可鍛性及零件對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有生產條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法根據生產綱領為大量生產連桿多用模鍛制造毛坯連桿模鍛形式有兩種一種是體和蓋分開鍛造另一種是將體和蓋鍛成體整體鍛造的毛坯需要在以后的機械加工過程中將其切開為保證切開后粗鏜孔余量的均勻最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形相對于分體鍛造而言整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少鍛造工時少模具少等優(yōu)點故用得越來越多成為連桿毛坯的一種主要形式總之毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低性能提高

目前我國有些生產連桿的工廠采用了連桿輥鍛工藝圖1-2為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽毛壞產生塑性變形從而得到所需要的形狀用輥鍛法生產的連桿鍛件在表面質量內部金屬組織金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平并且設備簡單勞動條件好生產率較高便于實現機械化自動化適于在大批大量生產中應用輥鍛需經多次逐漸成形

圖連桿輥鍛示意圖

圖給出了連桿的鍛造工藝過程將棒料在爐中加熱至1140～1200C0先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖鍛好后的連桿毛坯需經調質處理使之得到細致均勻的回火索氏體組織以改善性能減少毛坯內應力為了提高毛坯精度連桿的毛坯尚需進行熱校正

連桿必須經過外觀缺陷內部探傷毛坯尺寸及質量等的全面檢查方能進入機械加工生產線

輥鍛制坯

在連桿機械加工工藝過程中大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面這是由于端面的面積大定位比較穩(wěn)定用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距這樣就使各工序中的定位基準統一起來減少了定位誤差具體的辦法是如圖15所示在安裝工件時注意將成套編號標記的一面不

圖連桿的定位方向

與夾具的定位元件接觸在設計夾具時亦作相應的考慮在精鏜小頭孔及精鏜小頭襯套孔時也用小頭孔及襯套孔作為基面這時將定位銷做成活動的稱假銷當連桿用小頭孔及襯套孔定位夾緊后再從小頭孔中抽出假銷進行加工 為了不斷改善基面的精度基面的加工與主要表面的加工要適當配合即在粗加工大小頭孔前粗磨端面在精鏜大小頭孔前精磨端面

由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面所以這些表面的加工安排得比較早在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔擴孔和鉸孔這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證有時會影響到后續(xù)工序的加工精度

在第一道工序中工件的各個表面都是毛坯表面定位和夾緊的條件都較差而加工余量和切削力都較大如果再遇上工件本身的剛性差則對加

工精度會有很大影響因此第一道工序的定位和夾緊方法的選擇對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響連桿的加工就是如此在連桿加工工藝路線中在精加工主要表面開始前先粗銑兩個端面其中粗磨端面又是以毛坯端面定位因此粗銑就是關鍵工序在粗銑中工件如何定位呢一個方法是以毛坯端面定位在側面和端部夾緊粗銑一個端面后翻身以銑好的面定位銑另一個毛坯面但是由于毛坯面不平整連桿的剛性差定位夾緊時工件可能變形粗銑后端面似乎平整了一放松工件又恢復變形影響后續(xù)工序的定位精度另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小同時可以銑工件的端面使一部分切削力互相抵消易于得到平面度較好的平面同時由于是以對稱面定位毛坯在加工后的外形偏差也比較小

com段的劃分與工序順序的安排

連桿的主要加工部位是大小頭端面大小頭孔次要加工部位是各種螺紋孔及倒角除機械加工外還有調質處理劃螺紋孔線探傷等另外在機械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺并對連桿進行噴丸處理為連桿的組裝做好準備

加工階段的劃分 連桿機械加工工藝過程

連桿的機械加工工藝過程大致可以分為加工基準面粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔調質處理半精鉆銑大小頭平面及大小頭孔分離連桿和連桿蓋精銑基準面并進行磨削鉆鉸锪各種孔精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦研磨重要孔的支撐面鉗工倒角去毛刺探傷后鉗工清洗組裝

連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術要求都很嚴格所以對于這些端面安排了粗銑半精銑精車銑對于180C柴油機連桿進行粗加工時以大小頭兩端面作為精基準所以先粗加工大小頭端面然后再加工其他各主要表面各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面以保證重要加工表面不被破壞或劃傷

連桿蓋機械加工工藝過程

連桿蓋的機械加工工藝過程大致可以分為半精銑對接面劃孔線車孔精銑對接面鉆鉸各孔磨螺釘面修正圓角鉗工組裝劃瓦槽銑瓦槽鉗工組裝

對于連桿蓋進行粗加工時以連桿蓋一側的一端面作為粗基準然后以對接端面作為精基準加工其他的重要表面

二工序安排

在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度

1連桿本身的剛度比較低在外力切削力夾緊力的作用下容易變形

2連桿是模鍛件孔的加工余量大切削時將產生較大的殘余內應力并引起內應力重新分布

因此在安排工藝進程時就要把各主要表面的粗精加工工序分開即把粗加工安排在前半精加工安排在中間精加工安排在后面這是由于粗加工工序的切削余量大因此切削力夾緊力必然大加工后容易產生變形粗精加工分開后粗加工產生的變形可以在半精加工中修正半精加工中產生的變形可以在精加工中修正這樣逐步減少加工余量切削力及內應力的作用逐步修正加工后的變形就能最后達到零件的技術條件

各主要表面的工序安排如下 1兩端面粗銑精銑粗磨精磨

2小頭孔鉆孔擴孔鉸孔精鏜壓入襯套后再精鏜 3大頭孔擴孔粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜珩磨

一些次要表面的加工則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面 制定工藝路線即工序設計其主要內容包括機床與工藝裝備的選擇加工余量的確定工序尺寸的確定切削用量的確定時間定額的確定等在此先確定工藝路線再在后面詳細論述機床與工藝裝備的選擇加工余量的確定工序尺寸的確定切削用量的確定時間定額的確定等內容

制定柴油機加工工藝路線的出發(fā)點應當是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術要求在小批量生產的生產綱領下可以考慮廣泛采用技術水平較高的數控機床及加工中心并盡量使工序集中來提高生產率除此之外還應當綜合考慮零件特點和技術要求工藝設備與裝備的具體使用條件及經濟因素等可初步確定其加工工藝路線為

制定180C柴油機連桿工藝路線的出發(fā)點應當使連桿的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證在中批生產的生產條件下可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等并盡量使工序集中來提高生產率除此之外還應當考慮經濟因素以降低生產成本 因此經過綜合考慮最終確定180C柴油機連桿加工工藝過程如下表2-1連桿蓋的加工工藝過程如下表2-2 表2-1 180C柴油機連桿加工工藝過程 序號 工序名稱 定位基準

面

面 銑一步大平面及小平面 大小頭平銑二步小頭平面

大小頭平2 銑二步大平面 大小頭平面鉆小頭孔66

大小頭平面 銑小頭孔至695上偏差01 大銑另一側面188±

9小頭平面銑工藝面94±01 大小頭孔

01 基面和一側面粗鏜大頭孔134 基面和一側面以及小頭孔 銑工字型副板

銑落刀槽14兩側 基面和一側面精銑外形 基面和一側面精銑蓋頂面及螺釘面 鋸開 精銑一14 半精銑對接面鉆擴鉸各孔攻絲

步大平面 基面和一側面精銑另一大平面及小平面 基面和一側面半精鏜大小孔 基面和銑R25R5818 精銑另一小頭平面 基面和一側面

一側面以及大小頭孔 基面和一側面 銑兩面肋 基面和一側面 銑R75 基面和一側面 車1795下偏差-02車185 側面 24 車大端156165及148 25 磨兩平面 基面和一銑瓦槽 基

3026 精鏜大小頭孔 基面和一側面以及大小頭孔 鉆2-6油孔

面和一側面以及小頭孔 銑小孔倒角 銑7°斜

配重

鋼質鍛模件的機械加工余量按JB3835-85確定根據估算的鍛件質量加工精度及鍛件形狀復雜系數由《機械制造工藝簡明手冊》表22-25可查得除孔以外各內外表面的加工余量孔的加工余量由《機械制造工藝簡明手冊》表22-24查得表中余量值為單面余量

1鍛件質量 根據零件成品質量估算鍛件質量為1352kg 2加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 3機械加工余量 用查表法確定機械加工余量 根據《機械加工工藝手冊》第一卷 表3225 表3226 表3227平面加工的工序余量mm 平面加工的工序余量mm 單面加工方法 單面余量 經濟精度 工序尺寸 表面粗糙度

125

粗銑 IT12 69

125

精銑

毛

坯

06 IT10 678 32 08 粗磨 03 IT8 672 16

精磨 01 IT7 67 則連桿兩端面總的加工余量為

A總

A粗銑A精銑A粗磨A精磨2 150603012 mm 2連桿鑄造出來的總的厚度為H 67 72mm 一確定毛坯尺寸公差

連桿的鍛件質量1352kg形狀復雜系數S242CrMoA中合金元素含量大于30按《機械制造工藝設計簡明手冊》表22-11鍛件的材質系數為M2采取平直分模線鍛件為精密精度等級則毛坯的公差可從《機械制造工藝設計簡明手冊》表22-1422-17查得

連桿毛坯的尺寸公差如表2-2毛坯的同軸度誤差允許值為12mm殘留飛邊為12mm 毛坯圖表2-連桿鍛件尺寸公差mm 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差

Φ137 15 Φ134 1795 425

188

Φ77

Φ66 70 1 72

1 65

com分重要工序介紹

一連桿兩端面的加工

采用粗銑精銑粗磨精磨四道工序并將精磨工序安排在精加工大小頭孔之前以便改善基面的平面度提高孔的加工精度粗磨在轉盤磨床上使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削這種方法的生產率較高精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削這種辦法的生產率低一些但精度較高

連桿大小頭孔的加工

連桿大小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序它的加工精度對連桿質量有較大的影響

小頭孔是定位基面在用作定位基面之前它經過了鉆擴鉸三道工序鉆時以小頭孔外形定位這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小

小頭孔在鉆擴鉸后在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜達到IT6級公差等級然后壓入襯套再以襯套內孔定位精鏜大頭孔由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差

大頭孔經過擴粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜和珩磨達到IT6級公差等級表面粗糙度Ra 為04μm大頭孔的加工方法是在銑開工序后將連桿與連桿體組合在一起然后進行精鏜大頭孔的工序這樣在銑開以后可能產生的變形可以在最后精鏜工序中得到修正以保證孔的形狀精度 連桿螺栓孔的加工

連桿的螺栓孔經過鉆擴鉸工序加工時以大頭端面小頭孔及大頭一側面定位 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向從而達到所需要的技術要求

粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法這樣銑夾具沒有活動部分能保證承受較大的銑削力精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直使用兩工位夾具連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后夾具上的定位板帶著工件旋轉1800 銑另一個螺栓孔的兩端面這樣螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證

連桿體與連桿蓋的銑開工序

剖分面亦稱結合面的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差003mm 并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度除夾具本身要保證精度外鋸片的安裝精度的影響也很大如果鋸片的端面圓跳動不超過002 mm則銑開的剖分面能達到圖紙的要求否則可能超差但剖分面本身的平面度粗糙度對連桿蓋連桿體裝配后的結合強度有較大的影響因此在剖分面銑開以后再經過磨削加工

大頭側面的加工

以基面及小頭孔定位它用一個圓銷小頭孔裝夾工件銑兩側面至尺寸保證對稱此對稱平面為工藝用基準面

確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注當無基準轉換時同一表面多次加工的工序尺寸與工序或工步的加工余量有關當基準不重合時工序尺寸應用工序尺寸鏈解算 確定各主要面的工序尺寸

圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關前面根據有關資料已經查出本零件各圓柱面的總加工余量毛坯余量應將總加工余量分為各工序加工余量然后由后往前計算工序尺寸中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟加工精度確定

根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表229 表234 1大頭孔各工序尺寸及其公差鑄造出來的大頭孔為55 mm 工序名稱 工序基 本余量 工序經濟

精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度

1375 16 半精鏜 1

137 16 134 134 125

精鏜

04

1375136

二次粗鏜 2 擴孔 136 63 一次粗鏜 2 132 132 2小頭孔各工序尺寸及其公差

根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表229表230 工序

名稱 工序基本余量 工序經濟 精度 工序

尺寸 最小極限尺寸 表面 粗糙度

精鏜

02

Φ7749 Φ7749 16

半精鏜 02

Φ7729Φ7729 64

Φ68 二次粗鏜 9 Φ68

125

Φ771 Φ771 125 一次粗鏜 鍛至Φ68 1銑連桿大小頭平面 選用X52K機床

根據《機械制造工藝設計手冊》表2481選取數據

銑刀直徑D 100 mm 切削速度Vf 247 ms 切削寬度 ae 80 mm 銑刀齒數Z 6 切削深度ap 3 mm 則主軸轉速n 1000vD 475 rmin 根據表3131 按機床選取n 500 min 則實際切削速度V Dn1000360 267 ms 銑削工時為按表2510 L 3 mm L1 15 50 mm L2 3 mm 基本時間tj Lfm z 32003 500301836 038 min 按表2546 輔助時間ta 043045 018 min 粗磨大小頭平面 選用M7350磨床

根據《機械制造工藝設計手冊》表24170選取數據 砂輪直徑D 40 mm 磨削速度V 033 ms 切削深度ap 03 mm fr0 0033 mmr Z 8 則主軸轉速n 1000vD 1588 rmin 根據表3148 按機床選取n 100 rmin 則實際磨削速度V Dn1000360 020 ms 磨削工時為按表2511 基本時間tj zbknfr0z 0331 1003003338 001 min 按表3140 輔助時間ta 021 min 銑大頭兩側面

選用銑床X62W 根據《機械制造工藝設計手冊》表2477 88 選取數據

銑刀直徑D 50 mm 切削速度V 064 ms 銑刀齒數Z 3 切削深度ap 4 mm af 010 mmr 則主軸轉速n 1000vD 611 rmin 根據表3174 按機床選取n 750 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 078 ms 銑削工時為按表2510 L 40 mm L1 15 85 mm L2 25 mm 基本時間tj Lfmz 408525 750301033 023 min 按表2546 輔助時間ta 043045 018 min 粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據《機械制造工藝設計手冊》表2466選取數據

銑刀直徑D 135m 切削速度V 016 ms 進給量f 030 mmr 切削深度ap 30 mm 則主軸轉速n 000vD 47 rmin 根據表3141 按機床選取n 800 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 272 ms 鏜削工時為 按表253 L 38 mm L1 35 mm L2 5 mm 基本時間tj Lifn 38355 0303800 019 min 按表2567 輔助時間ta 050 min 銑開連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據《機械制造工藝設計手冊》表2479 90 選取數據

銑刀直徑D 63 mm 切削速度V 034 ms 切削寬度ae 3 mm 銑刀齒數Z 24 切削深度ap 2 mm af 0015 mmr d 40 mm 則主軸轉速n 1000vD 103 rmin 根據表3174 按機床選取n 750 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 247 ms 銑削工時為 按表2510 L 17 mm L1形容詞節(jié)點甲 飛機 3 節(jié)點乙 魚片 形容詞節(jié)點丙 飛機 3 節(jié)點乙 魚片 形容詞節(jié)點甲 飛機-1 節(jié)點丙 飛機 A C not_a_blind_slot 甲乙丙

圖4 步驟 圖5 盲步驟 圖6 焊盤 圖7 洞 圖8 盲孔

一種原始的功能是通過合并形成的邊界面孔的原根的功能突變的成員根本特點和成員的邊界將面臨著一個家庭的一個原始的特征[ 16 ] 原始功能中可能存在三個禮儀 一獨立 二與另一原始功能形成一個復雜的功能或 iii 與其他復雜的功能形成一個高層次復雜的功能下一水平的塑料制品的特點是復雜的功能這是所形成的相互作用的兩個原始的塑料產品功能

有四種類型的功能互動邊界臉邊界面臨 bb 段的相互作用根面臨邊界面臨經常預算的相互作用根面臨根面居民的相互作用和邊界面臨根面巴西的相互作用在BB心跳的互動這兩個功能有一個共同的邊界臉在經常預算的互動邊界面對的一

第五篇：數控加工工藝與編程論文

目 錄

摘 要·······························2

一、數控加工的特點························3

二、數控設備的概述························4

2.1數控機床的特點·······················4 2.2數控機床的發(fā)展·······················4 2.2.1數控車床的發(fā)展史····················4 2.2.2數控車床的最新發(fā)展···················5 2.3數控機床的應用·······················6 2.3.1數控機床加工的對象···················6 2.3.2數控機床在機械制造中的應用···············6

三、數控加工工藝與程序編制····················7

3.1數控加工工藝分析······················7 3.2數控加工程序編制簡介····················10

四、盤類零件的加工工藝與程序編制·················11

4.1盤類零件的選擇·······················11 4.2零件加工工藝分析······················11 4.3零件加工程序編制······················12

五、總結·····························13

參考文獻······························14

摘 要

本文通過對數控加工的特點，數控設備的特點，發(fā)展以及應用的一般闡述，對數控技術的發(fā)展歷史以及最新的發(fā)展進行了闡述，和對數控加工工藝過程以及數控程序的編制等方面對《數控加工工藝與編程》課程，進行了一系列的理論與實際操作的論述，對數控編程方法做出了一些簡單的描述，以及在數控加工工藝中要注意的幾個方面進行了一定的說明，最后再以盤類零件作為數控編程的例子，對數控工藝以及編程過程進行了詳細的說明。

關鍵字：數控工藝 數控編程 數控加工

一、數控加工的特點

數控加工體現了精度高、效率高，能適應多品種中小批量、形狀復雜零件的加工等優(yōu)點，在機械加工中得到了廣泛的應用。概括起來，數控加工有以下幾方面的特點；

1、精度高、質量穩(wěn)定

數控機床是在數控加工程序控制下進行的，一般情況下加工過程不需要人工干預，這就避免了操作者人為產生的誤差。在設計制造數控機床時，采取了多種措施，使數控機床的機械部分達到了較高的精度和剛度。此外，數控機床的傳動系統與和機床結構都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性。通過補償技術，數控機床可獲得比本身精度更高的加工精度，尤其提高了同一批零件生產的一致性，產品合格率高，加工質量穩(wěn)定。

2、適應性強

適應性是指數控機床隨生產對象變化而變化的適應能力。在數控機床上加工不同的零件時，不需要改變機床的機械結構和控制系統的硬件，只需要按照零件的輪廓編寫新的加工程序，輸入新的加工程序后就能加工新的零件。這就為復雜結構零件的單件、小批量生產新產品試制提供了極大的方便。

3、生產效率高

零件加工所需的時間主要包括機動時間和輔助時間兩部分。數控機床主軸的轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，而且是無級變化的，因此數控機床每一個工序、工步都可選用最合理的切削用量。由于數控機床結構剛性好，因此允許進行大切削用量的強力切削，這就提高了數控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。數控機床的移動部件空行程運動速度快，自動換刀時間短，輔助時間比一般機床大為減少。數控機床在批量生產更換被加工零件時不需要重新調整機床，可以節(jié)省用于停機零件安裝調整的時間。由于數控機床的加工精度比較穩(wěn)定，一般只做首件檢驗或工序間關鍵尺寸的抽樣檢查，因而可以減少停機檢驗的時間。在使用帶有刀庫和自動換刀裝置的數控加工中心機床時，采用工序集中的方法加工零件，減少了半成品的周轉時間，大大提高了生產效率。

4、勞動強度低

數控機床對零件的加工是在程序控制下自動完成的，操作者除了控制按鈕與開關、裝卸工件、關鍵工序的中間測量以及觀察切削狀態(tài)是否正常之外，不需要進行繁重的重復性手工操作，勞動強度與緊張程度可大為減輕，勞動條件也得到了相應的改善。

5、有利于生產管理的現代化

在數控機床上加工零件所需要的時間基本上是固定的，工時費用可以計算的更精確。這有利于合理編寫生產進度計劃，有利于實現生產管理現代化。

6、易于建立計算機通信網絡

由于數控機床與計算機聯系緊密，且使用數字化信息，易于與計算機建立通信網絡，便于與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）系統相連接，形成計算機輔助設計和輔助制造一體化。

7、價格較貴、調試和維修困難

數控機床采用了許多先進技術，使得數控機床的整體價格較高，并且由于數控機床的機械結構、控制系統都比較復雜，所以要求操作人員、調試和維修人員 應具有專門的知識和較高的專業(yè)技術水品，或經過專門的技術培訓，才能勝任相應的工作。

二、數控設備的概述

數控機床(Numerical Control Machine Tools)是用數字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數控機床。2.1數控機床的特點

數控機床與普通機床加工零件的區(qū)別在于數控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床主要由工人手工操作來加工零件。在數控機床上加工零件只要改變控制機床動作的程序，就可以達到加工不同零件的目的。因此，數控機床特別適用于加工小批量且形狀復雜，要求精度高的零件。

由于數控加工是一種程序控制過程，使其相應的形成了以下幾個特點：

1、自動化程度高，可以減輕工人的勞動強度。數控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、安裝刀具、完成關鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，不需要進行繁重的重復性手工操作（有的數控機床可以自動裝卸零件、安裝刀具等）；勞動強度與緊張程度均可大為減輕，勞動條件也得到相應的改善。

2加工精度高，加工質量穩(wěn)定可靠，重復性好。加工誤差一般能控制在0.01mm左右。數控機床進給傳動鏈的反向間隙與與絲杠螺距誤差等均可以由數控裝置進行補償，因此，數控機床能達到比較高的加工精度。此外數控機床傳動系統與機床結構都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性，從而提高了它的制造精度和重復性，特別是數控機床的自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，同一批加工零件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量十分穩(wěn)定。

3、加工生產率高。零件加工所需要的時間包括機動時間和輔助時間兩部分。數控機床能夠有效的減少這兩部份的時間，因而加工生產率比普通機床高得多。數控機床主軸轉速和進給量的范圍比普通機床的范圍大，每一道工序都能選擇最合理的加工切削量；良好的結構剛性允許機床進行大切削量的強力切削，有效的節(jié)省了機動時間。數控機床移動部件的快速移動和定位時間比一般機床少得多。數控機床在更換被加工零件時，幾乎不需要重新調整機床，而零件都裝夾在簡單地定位裝置中，用于停機進行零件裝夾，調整時間可以節(jié)省很多。

4對零件加工的適應性強、靈活性好、能加工形狀復雜的零件。

5有利于生產管理現代化。用數控機床加工零件，能準確地計算加工零件的加工工時，并有效的簡化檢驗和管理工裝夾具、半成品的工作。這些特點有利于使生產管理現代化，便于實現計算機輔助制造。數控機床及其加工技術是計算機輔助制造系統的基礎。

6隨著市場經濟的發(fā)展，產品更新周期變短，中小批量的生產所占的比例越來越大，對機械產品的精度和質量要求也在不斷的提高，普通機床越來越難以滿足加工的要求。同時，由于技術水平的提高，數控機床的價格也在不斷下降，因此，數控機床在機械行業(yè)中的使用將越來越普遍。2.2數控機床的發(fā)展

2.2.1數控機床的發(fā)展史 1.第一代數控機床產生于1952年（電子管時代）。

美國麻省理工學院研制出一套試驗性數字控制系統，并把它裝在一臺立式銑床上，成功地實現了同時控制三軸的運動。這臺數控機床被大家稱為世界上第一臺數控機床，但是這臺機床畢竟是一臺試驗性的機床。到了1954年11月，在帕爾森斯專利基礎上，第一臺工業(yè)用的數控機床由美國本迪克斯公司。

2.第二代數控機床產生于1959年（晶體管時代）。

電子行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數控系統中廣泛采用晶體管和印制電路板，使數控機床跨入了第二代。同年3月，由美國克耐·杜列克公司（Keaney ＆ Trecker Corp）發(fā)明了帶有自動換刀裝置的數控機床，稱為“加工中心”?，F在加工中心已成為數控機床中一種非常重要的品種，在工業(yè)發(fā)達的國家中約占數控機床總量的l/4左右。

3.第三代數控機床產生于1960年（集成電路時代）。

研制出了小規(guī)模集成電路。由于它的體積小，功耗低，使數控系統的可靠性得以進一步提高，數控系統發(fā)展到第三代。

以上三代，都是采用專用控制的硬件邏輯數控系統（NC）。4.第四代數控機床產生于1970年前后。

隨著計算機技術的發(fā)展，小型計算機的價格急劇下降、小型計算機開始取代專用控制的硬件邏輯數控系統（NC），數控的許多功能由軟件程序實現。由計算機作控制單元的數控系統（CNC），稱為第四代。1970年，在美國芝加哥國際展覽會上，首次展出了這種系統。5.第五代數控機床產生于1974年。

美、日等國首先研制出以微處理器為核心的數控系統的數控機床。30多年來，微處理機數控系統的數控機床得到飛速發(fā)展和廣泛的應用，這就是第五代數控（MNC）。后來，人們將MNC也統稱為CNC。

6.20世紀80年代初，國際上又出現了柔性制造單元 FMC—Flexible Manufacturing Cell。這種單元投資少、見效快，既可單獨長時間少人看管運行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統中使用。所以近幾十年來，得到快速發(fā)展。

2.2.2數控機床的最新發(fā)展

1.高速化

隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來越高。2.高精度化

數控機床精度的要求現在已經不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。3．功能復合化

復合機床的含義是指在一臺機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鉆復合——加工中心、車銑復合——車削中心、銑鏜鉆車復合——復合加工中心等；工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。采用復合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品制造周期，提高了生產效率和制造商的市場反應能力，相對于傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優(yōu)勢。4．控制智能化

隨著人工智能技術的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產柔性化、制造自動化的發(fā)展需求，數控機床的智能化程度在不斷提高。5.極端化（大型化和微型化）

國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎產業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰(zhàn)略技術，需發(fā)展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工（車、銑、磨）機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。6.新型功能部件

為了提高數控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然

7.多媒體技術的應用

多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外，在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，應用于實時監(jiān)控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監(jiān)測等，因此有著重大的應用價值。

2.3數控機床的應用 2.3.1數控加工的對象

1用通用機床加工時，要求設計制造復雜的專用夾具或需要很長調整時間的零件。

2.多品種、多規(guī)格、中小批量的零件生產，特別適合新產品的試制生產。3.加工精度、表面粗超度要求較高的零件。

4.形狀、結構復雜，尤其是具有復雜曲線、曲面輪廓。5價格高，一旦出現廢品就會造成嚴重的經濟損失的零件。

6鉆、擴、鉸、鏜、攻絲等工序聯合進行，相對位置精度要求較高的零件。7.在普通機床上生產效率低，勞動強度大，質量難以穩(wěn)定控制的零件。2.3.2數控技術在機械制造中的應用

1.數控技術在煤礦機械中的應用

我國是一個煤炭大國，煤炭資源在我國的能源系統中占有舉足輕重的地位。這就決定了我國的煤機企業(yè)的任務是為煤炭系統生產高質量、高可靠性的煤炭開采及保護裝備。在激烈的市場競爭的條件下，如何謀生存、求發(fā)展，煤機行業(yè)本身的水平關鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質和企業(yè)素質的提高。企業(yè)設備數字化化程度高低(數控設備占主要設備擁有量比率)是代表工業(yè)化水平的標志，同時要組建符合廠情的生產模式，機床的配置上要根據被加工零件的圖紙的復雜程度、精度、材質、數量和熱處理等因素來選擇機床

2.數控技術在汽車工業(yè)中的應用

汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛。在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發(fā)展，數控技術的出現，更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性” 與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新換代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規(guī)?！钡膫鹘y觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業(yè)已經離不開數控加工技術的應用了。

三、數控加工工藝與程序編制

3.1數控加工工藝分析

1、數控加工工藝的主要內容

（1）了解圖紙的技術要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件數量等；（2）根據零件圖紙的要求進行工藝分析，其中包括零件的結構工藝性分析、材料和設計精度合理性分析、大致工藝步驟等；

（3）根據工藝分析制定出加工所需要的一切工藝信息——如：加工工藝路線、工藝要求、刀具的運動軌跡、位移量、切削用量（主軸轉速、進給量、吃刀深度）以及輔助功能（換刀、主軸正轉或反轉、切削液開或關）等，并填寫加工工序卡和工藝過程卡；

（4）根據零件圖和制定的工藝內容，再按照所用數控系統規(guī)定的指令代碼及程序格式進行數控編程；

2、零件的工藝分析

在確定數控加工零件和加工內容后，根據所了解的數控機床性能及實際工作經驗，需要對零件圖進行工藝分析，以減少后續(xù)編程和加工中可能出現的失誤，零件圖的工藝分析可以從以下幾個方面考慮。

（1）審查零件圖的完整性和正確性。對輪廓零件，審查構成輪廓各幾何元素的尺寸或相互關系的標準是否準確完整。例如：在實際工件中常常會遇到圖紙中給出的幾何元素的相互關系不正確、缺尺寸，使編程計算無法完成。或雖然給出了幾何元素的相互關系，但同時又給出了引起矛盾的相關尺寸、尺寸多余等同樣給編程帶來困難。

(2)審查零件圖中的尺寸標準方式是否適應數控加工的特點。對數控加工來說，最傾向于以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸，這種標準方法便于編程，也便于尺寸之間的相互協調，在保持設計、工藝、檢測基準與編程原點位置的一致性方面帶來很大方便，由于零件設計人員往往在尺寸標準中較多地考慮裝機等使用性能，而不得不采取局部分散的標準方法，這樣會給工序安排與數控加工帶來諸多不全。事實上，由于數控加工精度及重復定位精度都很高，不會因產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因而改變局部分散標準法為集中引注或坐標式標注是安全可行的。

（3）審查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保證。數控機床盡管比普通機床加工精度高，但數控加工車普通加工一樣，在加工過程中都會遇到受力變形的困擾，因此對于薄壁零件、剛性差的零件加工，一定注意加強零件加工部位的剛性，防止變形的產生。

(4)特殊零件的處理。對于一些特殊零件，由于某些原因可能影響加工精度，可以選擇恰當的粗精加工。

3、走刀路線與加工順序的確定 在數控加工過程中，每道工序的走刀路線直接影響零件的加工精度與表面粗糙度。刀具刀位點相對于零件運動的軌跡稱為走刀路線，包括切削加工的路徑和刀具切入、切出等空行程。在普通機床加工中，走刀路線由操作者靠工作經驗直接把握，工序設計時無須考慮。但是在數控加工中，走刀路線直接由數控程序控制的，因此，工序設計時，必須擬定好刀具的走刀路線，并繪制好走刀路線圖，來指導數控程序的編寫。

走刀路線的確定，應該遵循以下幾點原則：

（1）走刀路線應該保證被加工零件的精度和表面粗糙度。在進行數控加工時，根據零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，應遵循粗、精加工分開原則來劃分工序，即先粗加工全部完成之后再進行半精加工、精加工。對于某一加工表面，應按粗加工—半精加工—精加工順序完成，粗加工時應當在保證加工質量、刀具耐用度和機床—夾具—刀具—工件工藝系統的剛性所允許的條件下，充分發(fā)揮機床的性能和刀具切削性能，盡盤采用較大的切削深度、較少的切削次數得到精加工前的各部余童盡可能均勻的加工狀況，即粗加工時可快速切除大部分加工余量、盡可能減少走刀次數，縮短粗加工時間，精加工時主要保證零件加工的精度和表面質量，故通常精加工時零件的最終輪廓應由最后一力連續(xù)精加工而成

（2）應該使加工路線最短，來縮短數控加工程序，縮短空走刀時間，提高加工效率。在保證加工質量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省加工時間，還能減少一些不必要的刀具磨損及其它消耗。走刀路徑的選擇主要在于粗加工及空行程的走刀路徑的確定，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿著其零件輪廓順序進行的。一般情況下，若能合理選擇起刀點、換刀點，合理安排各路徑間空行程銜接，都能有效縮短空行程長度。

（3）要盡量簡化數值計算，以減少編程的工作量。

（4）當某段走刀路線重復使用時，為了簡化編程，縮短程序長度，應該使用子程序。

4、工藝順序的安排原則：先加工基準面（1）一般情況下先加工平面，后加工孔。（2）先加工主要表面，再加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，再安排精加工工序。

5、對于數控銑床

（1）對于鋁鎂合金，鈦合金和熱合金來說，建議采用順銑加工，對于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度都有利。

（2）對于零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬且余量一般較大，這時采用逆銑較為有利。

6、數控加工刀具的選擇

刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據機床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便、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。

(1)選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產 中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀，加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

(2)在進行自由曲面（模具）加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

(3)在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和按刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統，其刀柄有直柄（3種規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種，共包括16種不同用途的刀柄。

(4)在經濟型數控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：①盡量減少刀具數量；②一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工步驟；粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。

7、切削用量的確定 1.切削用量的選擇原則

合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書切削用量手冊，并結合經驗而定。

2.背吃刀量的選定

背吃刀量由機床、工件和刀具的剛度來確定，在剛度允許的情況下，應該盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。確定背吃刀量的一般方法：

（1）在工件表面粗糙度值要求為Ra12.5-25μm時，如果數控加工的加工余量小于5-6mm，粗加工一次盡給就可以達到要求。但在余量較大，工藝系統剛性較差或機床動力不足時，可以多次盡給完成。

（2）在工件表面粗糙度要求為Ra3.2-12.5μm時，可以分為粗加工和半精加工兩步進行。粗加工的背吃刀量同（1）中的要求相同。粗加工后留0.5-1.0mm余量，在半精加工時切除。

（3）在工件表面粗糙度值要求為Ra0.8-3.2μm時，可以分為粗加工、半精加工、精加工三步進行。半精加工時的背吃刀量取1.5-2mm。精加工時背吃刀量取0.3-0.5mm。

3、進給量的確定

（1）當工件的質量達到要求能夠保證時，為了提高生產效率，可以選擇較 高的進給速度。一般在100-200m/min范圍內選取。

（2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選用較低的進給速度，一般在20-50m/min范圍內選取。

（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應該選小一點，一般在20-50m/min范圍內選取。

（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數控系統設定的最高進給速度。

4、切削速度的選擇

（1）工件材料的強度和硬度以及切削加工性等因素，加工材料的強度和硬度越高時，選較低的切削速度，反之取較高的速度，刀具材料切削性能越好，切削速度越高。

（2）斷續(xù)切削時，為減小沖擊力和熱應力，要適當降低切削速度。

（3）在容易發(fā)生震動的情況下，切削速度應該避開自激震動的臨界速度。

（4）加工大件、細長件和薄壁件時，選用較低切削速度。

（5）加工帶外皮的工件時，適當降低切削速度。

（6）應該盡量避開積削瘤產生的區(qū)域。主軸轉速計算公式：

N=1000Vc/（πD）Vc為切削速度，N為主軸轉速，D為工件直徑。計算主軸轉速要根據機床說明書選取機床具有的或是接近的轉速。3.2數控加工程序編制簡介

1、數控編程的內容與方法 1．數控編程的內容

數控編程的主要內容有：分析零件圖樣，確定數控加工工藝方案、數值計算、編寫零件加工程序、校對程序及首件試切。

2．數控編程的步驟（1）分析圖樣。

（2）確定加工工藝規(guī)程。（3）數值計算。

（4）編寫零件加工程序單。（5）程序校驗與首件試切。3.數控編程的方法 1．手工編程

手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。

這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用于中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。

2.自動編程

對于幾何形狀復雜的零件需借助計算機使用規(guī)定的數控語言編寫零件源程序，經過處理后生成加工程序，稱為自動編程。

隨著數控技術的發(fā)展，先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。

2、程序結構與格式

1.程序開始符、結束符

程序開始符、結束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書 寫時要單列段。2.程序名

程序名有兩種形式：一種是英文字母O（%或P）和1～4位正整數組成；另一種是由英文字母開頭，字母數字多字符混合組成的程序名(如TEST1 等)。一般要求單列一段。3.程序主體

程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。4.程序結束

程序結束可以用M02或M30指令。一般要求單列一段。

加工程序的一般格式舉例： % // 開始符 O2000 // 程序名

N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 //程序主體 N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08 N30 X80.0 ??.N200 M30 // 程序結束

四、盤類零件的加工工藝與程序編制

4.1盤類零件的選擇

由于本次工藝編程加工的零件可以自由選擇，所以我選擇的盤類零件的零件圖如下圖所示：

要求：毛坯為70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工過，要求數控銑出如圖所示的槽，工件材料為45鋼。

4.2零件加工工藝分析

1．根據圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線 1.以已加工過的底面為定位基準，用通用臺虎鉗夾緊工件前后兩側面，臺虎鉗固定于銑床工作臺上。2.工步順序 ① 銑刀先走兩個圓軌跡，再用左刀具半徑補償加工50㎜×50㎜四角倒圓的正方形。

② 每次切深為2㎜，分二次加工完。2．選擇機床設備

根據零件圖樣要求，選用經濟型數控銑床即可達到要求。故選用XKN7125型數控立式銑床。3．選擇刀具

現采用φ10㎜的平底立銑刀，定義為T01，并把該刀具的直徑輸入刀具參數表中。

4．確定切削用量

切削用量的具體數值應根據該機床性能、相關的手冊并結合實際經驗確定，詳見加工程序。

5．確定工件坐標系和對刀點

在XOY平面內確定以工件中心為工件原點，Z方向以工件表面為工件原點，建立工件坐標系。4.3零件的程序編制

按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。

考慮到加工圖示的槽，深為4㎜，每次切深為2㎜，分二次加工完，則為編程方便，同時減少指令條數，可采用子程序。該工件的加工程序如下： N0010 G00 Z2 S800 T1 M03； N0020 X15 Y0 M08；

N0030 G20 N01 P1.-2； N0040 G20 N01 P1.-4； N0050 G01 Z2 M09；

N0060 G00 X0 Y0 Z150；

N0070 M02； N0010 G22 N01； N0020 G01 ZP1 F80；

N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0； N0040 G01 X20；

N0050 G03 X20 YO I-20 J0；

N0060 G41 G01 X25 Y15； N0070 G03 X15 Y25 I-10 J0； N0080 G01 X-15；

N0090 G03 X-25 Y15 I0 J-10； N0100 G01 Y-15；

N0110 G03 X-15 Y-25 I10 J0； N0120 G01 X15；

N0130 G03 X25 Y-15 I0 J10； N0140 G01 Y0；

N0150 G40 G01 X15 Y0； N0160 M30；

五、總結 時間很快，《數控加工工藝與編程》這門課程就結束了，在這門課的學習過程中，我學到了很多東西，對數控加工有了更加深入的了解，明白了哪些零件適合數控加工，以及數控加工的特點，學會了基本數控車床與銑床的程序編制，掌握了一些數控編程的基本指令，對數控加工過程也有了充分的了解，尤其是對數控加工工藝過程的分析，使得對零件加工有了一個新的認識，加工時刀具的走刀路線，刀具的選擇，切削用量的選擇等等，一個零件加工后質量的好壞，與這個過程是密不可分的，經過學習，我能夠對一個零件從編程到加工完成，有一個很明確的認識，雖然在學習過程中，遇到了不少的問題，但是通過老師的指點，和與同學們的探討，我都能夠理解并且掌握。

總之，通過對這門課的學習使我對數控有了全面的了解，在學習中應與理論與實踐相結合，更好的掌握基礎，我相信在未來的工作我將把我所學的理論知識和實踐經驗不斷應用到實際工作來，充分展示自我價值和人生價值，為實現自我的理想而努力奮斗。

參考文獻

［1］ 趙先仲 程俊蘭.數控加工工藝與編程.2011年 北京 電子工業(yè)出版社 ［2］ 鄧三鵬.數控機床結構及維修.2014年 北京 國防工業(yè)出版社 ［3］ 王愛玲.數控機床結構及應用.2013年 北京 機械工業(yè)出版社