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数控专业毕业设计论文(DOC)

1 零件分析1.1 零件作用壳体零件是某产品的关键件,该产品四个螺纹4-M2-6G及φ16.5H8与仪器舱连接,而内孔φ55H8是万向支架的支撑,在工作时,壳体零件随某产品一起旋转,但万向支架由于转子的高速旋转,使转子轴在空间的方向保持稳定不动,为某产品提供一个姿态测量基准,测量弹体滚动姿态角,把大地坐标建立在该产品上。

1.2 零件的工艺分析壳体零件有两组主要加工表面,它们之间有一定的位置要求。

现分析如下:以φ16.5H8孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括φ16.5H8及其倒角、φ16.5H8对φ57.8±0.25的同轴度φ0.2;尺寸φ31H14及其对φ16.5H8的同轴度φ0.2、垂直度0.01;四个螺纹孔4-M2-6G 及其对φ16.5H8位置度φ0.2。

其中,主要加工表面为φ16.5H8孔及倒角和其对φ57.8±0.25同轴度φ0.2,表面粗糙度1.6。

以φ55H8孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括φ55H8孔及其倒角、φ55H8对φ16.5H8的同轴度φ0.02、尺寸2.2H12;长度尺寸52.6h11及其对φ16.5H8垂直度0.02;φ53.6H11孔及其对φ16.5H8同轴度φ0.1。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:(1)尺寸φ16.5H8与φ57.8±0.25之间的同轴度公差为φ0.2。

(2)尺寸φ31H14与φ16.5H8之间的同轴度公差为φ0.2,以及其端面与φ16.5H8之间的垂直度公差为0.01。

(3)尺寸φ55H8与φ16.5H8之间的同轴度公差为φ0.02,以及其端面与φ16.5H8之间的垂直度公差0.02。

由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。

1.3 工件材料分析由于壳体零件在产品飞行过程中受到3500 g的加速度冲击,因此,需要该零件的机械性能(即抗拉强度、硬度较高),同时铸造性能好,因此,在铸造铝合金中选择ZL111能够满足产品性能要求。

热处理:人工时效。

2 工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZL111铝合金,零件在使用过程中受到较大的直线惯性力及冲击载荷且形状复杂,为了减少工作量,保证基本外形和内腔的成型,使大批量的要求得以实现,为此采用压力铸造,通过压铸使得铸件的尺寸精度和表面粗糙度很高,铸件的尺寸精度达到IT12~IT11,表面粗糙度为Ra3.2um~Ra0.8um,为保证毛坯成型质量,采用大的浇冒口,以补充成形的收缩,对于轮廓峰谷、凸凹等都能清晰地铸出,另外,其加工方法生产效率极高。

2.2 基准的选择2.2.1 粗基准的选择。

对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。

但对壳体零件而言,如果以φ73.406.0外圆表面作为粗基准(四点定位)则可能造成定位装夹不牢靠,因为该外圆为不连续表面,另外表面积宽度不够仅有11mm左右。

按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准,若有若干个不加工表面则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准),为此,选择φ57.8±0.25为粗基准,消除四个自由度。

2.2.2 精基准的选择。

主要考虑基准统一、重合的问题。

对于壳体零件,主要加工表面是内腔,以轴线为准的孔系加工,而壳体的两个主要表面,而在加工的一个表面不连续且宽度又短(φ73.406.0-),利用粗加工将φ73.406.0-外圆粗加工,反过来利用这个表面再加工φ57.8±0.25,将精基准加工完成,即φ57.819.0-,且该精基准为产品图中各个特征的位置的第一基准。

2.3 制定工艺路线在生产纲领以确定为大批量的条件下,尽可能采用万能型机床配以专用夹具,并尽可能使工序集中为原则来提高生产率;同时,由于我国现行机加工艺技术的提高,特别是加工设备的数字程序化,设备精度有了很大提高,同时在数控设备中一次定为夹紧可实现多工步加工,这样更有利于零件尺寸、精度的保证,可使生产成本下降。

2.3.1 工艺路线方案一工序1:铣浇冒口。

工序2:粗车外圆φ7530.0 -。

工序3:车外圆φ57.819.0-;端面9±0.3。

工序4:车端面、外圆、扩孔17.6±0.2;7.56±0.04,垂直度0.05(后道工序的精基准);φ73.606.0-及同轴度误差0.1;扩孔φ15.543.0+(φ15.5H14)。

工序5:内孔加工(关键工序)车端面4511.0-;镗孔φ3162.0+保证481.0+及同轴度公差φ0.2;粗、精镗孔φ53.619.0+保证32.2H13、38.2H13及100º;镗孔φ55046.0+保证尺寸2.21.0+及倒角0.3×45º;镗孔φ16.5H8及同轴度公差φ0.1,倒角。

其加工程序为;T0101;(端面刀)G97 S800 M3;G00 Z0.5;X64;G01 G99 X41 F0.1; W0.1;X57;G3 57.6 Z-0.3 R0.3;G01 X64 F1.0;G00 X150;Z100;T0202(粗镗刀1)G97 S500 M3;G00 Z3;X41.;G00 Z-2.1;G01 X54.6 F0.08; X41.0;G00 Z-35.0;G01 Z-38.2 F0.1; X53.65 F0.08; X41.0;G00 Z-32.2;G01 X53.65 F0.05; X41.0;G00 Z-26.2;G01 X53.65 F0.05;X41.0;G00 Z-20.2;G01 X53.65 F0.05; X41;G00 Z-14.2;G01 X53.65 F0.05; X41.0;G00 Z-13.1;G01 X53.65 F0.05; X41.0;G00 X14.0;Z-40.0;G01 Z-47.5 F0.08; X31.1;X53.4 Z-38.0;G00 X14.0;Z-46.0;G01 Z-47.82 F0.08; X31.1;X53.75 Z-38.38; Z-13.4;G00 X41.0;Z-13.0;G01 53.75 F0.08;Z-13.4;G00 X41.0;Z100.0;X200.0;T0303;(粗镗刀2)G97 S800 M3;G00 Z5.0;X54.85;G01 G99 Z-2.25 F0.1; X41.0;Z-11.3;X53.7;Z-38.38;X31.1 W-9.4;Z-48.05;X17.5;U-1.4 W-0.7;W1.0;Z-54.0 F0.08;U-1.0;Z-45.0;X16.3;Z-54.0 F0.08;U-1.0;Z-4.5;G00 Z5.0;X100.0 Z200.0;T0404;(精镗刀)G97 S800 M3;G00 Z3.0;X57.02;G01 Z0.7 F0.1;X55.02 Z-0.3; Z-2.25 F0.04;41.0;G00 X16.4;Z-45.0;G01 Z-54.0 F0.08; U-0.5;Z-45.0;X16.51;G01 Z-54.0 F0.05; U-0.5;G00 Z5.0;Z100.0;X200.0;M30;工序6:铣外形28.9±0.3,R28.9±0.3,角度197º±30´,272º±30´。

工序7:钻4-φ4.4H12。

钻4-φ1.567131.0019.0++孔。

攻4-M2-6G螺纹。

工序8:钻6-φ2.013145.0020.0++孔。

攻6-M2.5-6G螺纹。

工序9:钻φ1.5H14孔。

工序10:修正螺纹2.3.2 工艺路线方案二工序1:铣浇冒口。

工序2:粗车外圆φ7530.0 -。

工序3:车外圆φ57.819.0-;端面9±0.3。

工序4:车端面、外圆、扩孔17.6±0.2;7.56±0.04,垂直度0.05(后道工序的精基准);φ73.606.0-及同轴度误差0.1;扩孔φ15.543.0+(φ15.5H14)。

工序5:内孔加工(关键工序)车端面4511.0-;镗孔φ3162.0+保证481.0+及同轴度公差φ0.2;粗、精镗孔φ53.619.0+保证32.2H13、38.2H13及100º;镗孔φ55046.0+保证尺寸2.21.0+及倒角0.3X45º;镗孔φ16.5H8及同轴度公差φ0.1,倒角。

工序6:铣外形28.9±0.3,R28.9±0.3,角度197º±30´,272º±30´。

工序7:钻4-φ4.4H12。

工序8:钻4-φ1.567131.0019.0++孔。

工序9:攻4-M2-6G螺纹。

工序10:钻6-φ2.013145.0020.0++孔。

工序11:攻6-M2.5-6G螺纹。

工序12:钻φ1.5H14孔。

工序13:修正螺纹2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的基准点都是以外圆为基准加工,遵循着基准统一原则,一次性加工,能保证位置度精度,尺寸精度和形状用数控机床来控制。

但不同点是方案一将小孔系和螺纹孔都集中在一个组合机床上加工,生产率高,减少装夹零件等辅助时间,一次性完成,但在成批生产时还得进行组合机床设计,因此,在能保证加工精度的情况下尽量能不选用组合机床。

而方案二是工序相对分散,主要考虑用万能机床加上专用夹具来加工,这样虽然费点时间,但相对而言投资小、工序简单。

此外该零件的螺纹孔太小,易折断刀具,若采用方案二后增加了调刀、换刀时间,操作工的相对技术要求较高,为此我们采用方案二硫化碳。

方案一、方案二在关键工序中都采用数控机床进行内控系加工。

因为该内孔各个尺寸关联较多,且零件属薄壁零件及100º锥度孔,不能多次进行装夹,同时采用数控机床可进行多工步加工,缩短了辅助时间,提高了生产效率。

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件原始资料:“壳体”零件材料:ZL111零件重量:90g生产类型:大批量加工方法:压铸根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各个表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:查《机械加工工艺手册》(以下简称《工艺手册》)表2.1-6毛坯的制造方法及其工艺特点。

毛坯的制造方法,在压铸方法中:最大重量(Kg)10~16。

最小壁厚(mm):1。

形状的复杂性(由模具制造难易决定)。

材料:有色金属及其合金。

生产类型:大批大量生产。

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