零件No.1的机械加工及夹具设计

航空制造工程学院

机械制造装备实训报告

课程名称： 《机械制造装备实训》 设计课题： 零件No.1的机械加工及夹具设计

专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 评分： 指导老师：（签字）

2012年 11月13日

序言

机械制造装备实训是机械设计制造及其自动化专业教学中的组成部分，是一个重要的实践性教学环节。机械制造装备实训教学不但有较强的理论性,也有较强的实践性,理论和实践是紧密相关、相辅相成的。

理论指导实践,实践强化对理论的理解,学校为机械类我们开设机械制造装备实训教学环节,就是要给我们一个理论和实际相结合的机会。培养学生综合运用机械制造原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。

进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。通过实训，提高我们的动手能力和专业技能水平,最终实现理论与实践相统一，并为以后的就业打下良好的基础。

通过机械制造装备实训我们可以提高多方面的能力，学会综合运用所学知识；得到实战体验；加强对创新设计能力的培养等。

目 录

一． 零件加工工艺………………………………………………1 1. 零件工艺分析…………………………………………………1 2. 毛坯选择………………………………………………………1 3. 加工方法………………………………………………………1 4. 工艺路线………………………………………………………2 5. 工艺装备………………………………………………………2 二． 工序的定位与夹紧方案………………………………2 1. 定位基准和定位方案…………………………………………2 2. 装夹方案………………………………………………………2 3. 定位误差………………………………………………………2 4. 夹具图示………………………………………………………3 三． 数控加工 ……………………………………3 1. 加工路线………………………………………………………4 2. 切削刀具和切削用量…………………………………………4 3. 数控仿真加工…………………………………………………6 4. 数控程序 ………………………………………………………7 四． 实训总结 …………………………………………………9 附录 夹具图…………………………………………………………10

参考文献………………………………………………………………11

一 零件加工工艺

1.零件工艺分析

零件外部形状为规则的圆柱体，需要加工的表面和轮廓均为规则的形状，无复杂加工面，故零件外表面尺寸通过普通的机械加工就可以获得，外轮廓和外部螺纹可以通过数控车削加工实现，表面粗糙度为Ra1.6或Ra3.2，需要精加工。

零件生产类型为中等批量生产。

2.毛坯选择

根据零件图可知，毛坯制造方式为锻造，退火处理，尺寸为长200mm、直径60mm圆柱锻件，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。

3.加工方法

（1）锻造毛坯，并进行退火处理； （2）用数控车床车削工件端面；

（3）从端面起车削一段长85mm直径50mm的外圆柱； （4）从端面起车削一段长30mm直径24mm的外圆柱； （5）按图车削该段长15mm直径30mm的外圆柱； （6）以上段车削终点为起点加工如图所示的R5圆弧； （7）车削直径为40mm段的外圆柱；

（8）车削直径为58mm段的外圆柱至图示长度；

（9）换5mm宽的切断刀，切直径24mm段上的5*2的槽； （10）在直径50mm外圆柱上加工直径36,mm的凹槽； （11）调整刀具角度加工2*45度倒角； （12）换螺纹刀，加工M24*2的外螺纹；

（13）加工直径36mm外圆柱和直径50mm外圆柱过渡处锥面至图示尺寸； （14）加工其他外圆柱上倒角； (15)切断工件；

（16）加工另一端面，车削倒角；

注：以上的车削加工采用的装夹夹具为三爪卡盘。

4．工艺路线 05 锻造毛坯 10 热处理

15车削端面

20车削一段长85mm直径50mm的外圆柱 25车削一段长30mm直径24mm的外圆柱 30车削该段长15mm直径30mm的外圆柱 35以上段车削终点为起点加工如图所示的R5圆弧 40车削直径为40mm段的外圆柱 45车削直径为58mm段的外圆柱 50用5mm厚切断刀切5*2的凹槽

55在直径50mm圆柱上切至直径36mm凹槽 60加工2*45度倒角

65换螺纹刀，加工M24*2螺纹

70加工直径36mm外圆柱和直径50mm外圆柱过渡处锥面 75加工其他外圆柱上倒角 80切断工件

85用铜片包住后车削另一端面 90加工倒角 95检验 100油封入库

5.工艺装备

（1）FANUC OiT数控系统数控车床，高速钢面车刀；

（2）外圆粗车及车端面刀为T0101，切槽刀T0303，刀宽B=4mm；螺纹车刀T0202;

（3）三爪卡盘，游标卡尺，螺旋测微器。

产品南昌航空大学 型号 航空制造工程学院 名称 材 料 45号钢 牌 号 工 工 名 序 序 号 称 备05 料 数控10 热处理 车床 锻造毛坯直径60*200 工 车 工 序 内 容 段间 ; 设 种 类 毛 坯 锻件 形尺寸 200 毛坯外机械加工工艺过程卡片 产品 零件图 号 零件名 称 Φ60×每毛坯件中等 数 件 数 每 台 1 注 工 时 备 共 页第 页 工 艺 装 备 备 准 单终 件 游标卡尺 车15 工 车车削一段长85mm直径50mm的外圆20 工 柱 车削一段长30mm直径24mm的外圆 柱 车削该段长15mm直径30mm的外圆 柱 车以上段车削终点为起点加工如图所示25 工 的R5圆弧 车30 工 车削直径为58mm段的外圆柱 车35 工 在直径50mm圆柱上切至直径36mm 凹槽 加工2*45度倒角 车40 工 车加工直径36mm外圆柱和直径50mm45 工 外圆柱过渡处锥面 换螺纹刀，加工M24*2螺纹 用5mm厚切断刀切5*2的凹槽 车削直径为40mm段的外圆柱 车削端面 数控三爪卡盘 45度车刀 车床 数控三爪卡盘 45度车刀 车床 数控三爪卡盘 45度车刀 车床 数控三爪卡盘 45度车刀 车床 数控三爪卡盘，切断刀，45度 车床 车刀 数控 三爪卡盘，螺纹车刀 车床 数控三爪卡盘，45度车刀 车床 车50 工 车55 工 60 用铜片包住后车削另一端面 车65 工 70 检验 75 油封入库 加工倒角 三爪卡盘，45度车刀 切断工件 车床 数控铜皮，三爪卡盘，切断刀 加工其他外圆柱上倒角 钳台 三爪卡盘，45度车刀 设 计 ` （期） 更改`标处文件记 数 号 字 期 记 数 号 签 日 标处文件字 期 更改签 日 审 核 标准化会签（日日 （日期） （日期） 期）

二、各工序的定位与夹紧方案

1.定位基准和定位方案

由零件图可知，需要加工的表面为规则的圆柱面，Ra=1.6或3.2，加工精度不高，加工难度低，用通用夹具三爪卡盘可以达到定位的要求，工件4个方向的自由度得到限制(X-Y向可转动），保证装夹的紧固性，工件各面互为基准，且基准统一。

2.装夹方案

三爪卡盘装夹，装夹时要保证工件对中性，紧固时用冲击力保证夹紧。

3.定位误差

此道工序为卡爪面定位，且工序基准与定位基准重合，可认为基准位移误差为零，故定位误差为零。

4．夹具图示

在选择数控车削加工内容时，应充分发挥数控车床的优势和关键作用。适宜采用数控车削加工工艺内容有：

（1）轴类，盘类等回转体零件；

（2）自动完成内外圆柱面，圆锥面，成形表面，螺纹和端面等工序的切削加工； （3）可进行车槽，钻孔，扩孔，铰孔等工作；

（4）用普通机床加工时难以观察、控制及检测的复杂形状回转类零件； （5）有严格尺寸要求的孔或圆柱，圆锥面；

（6）能够在一次装夹中顺带加工出来的简单成形表面或形状；

（7）采用数控车削加工能有效提高生产率、减轻劳动强度的一般加工内容； 适合数控车削的主要加工对象有以下几类：内外圆柱面，圆锥面，复杂形状的回转类零件，孔和螺纹等。

四．实训总结

这次的实训终于顺利完成了，我学到了很多经验也接受了很多教训，在实训中遇到了很多编程问题，虽然有一些得到了解决，但还有一些问题没有得到解决，需要在以后的学习中加强思考。实训可以提高我们解决问题的能力，丰富我们的知识面，检验理论学习。当实训完成之后会收获自信与经验，很多平时学习时的理论知识都会得到融会贯通，知道如何灵活运用，如何用于解决实际问题。

通过这次实训我们可以对数控加工自动编程方法有一定了解，数控车床编程特点、数控车床的位置偏置与刀尖圆弧半径补偿知识等应用。实训提高了我的动手能力，增长了我的信心，使我知道了很多不曾了解的问题，我在实训过程中也和同学进行过讨论，我们都有很多收获，我知道了团队合作的重要之处，这会帮助我面对今后的社会工作。提高与人沟通的技巧，这是一个很大的收获。

实训过程中我查阅了大量的资料，不仅对实训的完成有帮助也让我对其他方面的知识有了很大的提高，相信这会对我的学习有着巨大的帮助。我在这次设计中也同样发现了自己存在的问题，动手能力不够强，解决问题的方法不足等。今后我将着重提高这些方面。总的来说，这次实训使我知道了自己的不足之处，提高了我的综合能力，对我来说意义非凡。

附录 三爪卡盘夹具零件图及装配图

参考文献

1.赵如福.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1990年版.

2.王凡，宋建新，王玲.实用机械制造工艺设计手册.，北京：机械工业出版社,2008.3.陈志雄主编. 数控机床与数控编程技术. 北京：电子工业出版社，2003.8. 4.杨叔子.机械加工工艺师手册.，北京：机械工业出版社，2000. 5.王先逵.机械制造工艺学，机械工业出版社，2000年版. 6.曹凤.数控编程.重庆：重庆大学出版社，2004.

7.权月华，穆吉祥.机械制造工艺与机床夹具..北京：中国计量出版社，2007. 8.李庆余，张佳.机械制造装备设计，机械工业出版社，2003年，第1版. 9.孙学强.机械加工技术.北京：机械工业出版社，1999.

10.戴陆武.机床夹具设计，西北工大出版社，1990年版.