毕业设计论文-基于caxa制造工程师管座斜长槽零件的数控加工

毕业设计论文-基于caxa制造工程师管座斜长槽零件的数控加工内容摘要：

工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐 标尺寸的标注法。 2．构成零件轮廓的几何元素的条件应充分 在手工编程时要计算基点或节点坐标。 在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。 因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分。 如圆弧与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。 由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下。 管座零件的毛坯 管座零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件、铸件等毛坯形式。 对于外圆直径相差不大零件，一般以棒料为主；而对 于外圆直径相差大，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 该管座斜长槽零件造型简单，可以先铸造出大体形状，在用铣床加工斜长槽。 可省时、省力、节省时间、降低成本。 管座零件的材料 本工件材质为 HT200 灰铸铁的组织和性能特点 灰铸铁的组织有 3种： 铁素体灰铸铁、铁素体 +珠光体灰铸铁、珠光体灰铸铁。 灰铸铁的性能： 1）机械性能较差 :强度低、塑性低、韧性低且壁厚敏感；抗压强度、硬度与相同基体碳钢相近。 2）其它性能 :耐磨性好、减震性好 、缺口敏感性小、铸造性能和切削加 工性能良好。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 10 灰铸铁与碳钢机械性能的比较 性能指标 抗拉强度 σ b (N/mm2) 延伸率 δ(%) 冲击韧性 αk(J/cm2) 硬度 (HBS) 铸造碳钢 400~650 10~25 20~60 160~230 灰铸铁 100~350 0~ 0~5 148~298 灰铸铁的牌号与用途 HT200—— 表示灰铸铁，σ b≥ 200N/mm2（壁厚增加，强度降低） 牌号 基体组织 用途 HT100 铁素体 低负荷和不重要的零件。 如手柄、盖板、重锤等。 HT150 铁素体 +珠光体 受中等负 荷的零件。 如机座、支架、箱体、带轮等。 HT200 珠光体 受较大负荷的重要件。 如汽缸、床身、活塞、中等压力阀体、齿轮箱、飞轮等。 HT200 为珠光体类型的灰铸铁。 其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好，铸造性能较好，但脆性较大，需进行人工时效处理。 大量用于不受冲击载荷的零部件，如承受压力的发动机缸体、缸盖、离合器壳及制动鼓等。 也用于中等压力的油缸、泵体、阀体以及经表面淬火的零件 打开。 3 、铸造工艺 铸造一般按造型方法来分类，习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。 普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化 学硬化砂型三类。 特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分， 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 11 并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 金属熔炼不 仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。 为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。 有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。 熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。 以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。 砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料， 如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。 常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。 后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，速度快。 造型造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。 铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。 在很多现代化的铸造车间里，造型造芯都实现了机 械化或自动化。 常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。 铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。 如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。 有些难以切削的零件 ，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。 因此本设计采用砂型铸造既经济又成型容易。 铸造后的加工 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。 进行这种工作的设备有抛丸机、浇 口 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 12 冒口切割机等。 砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时 ，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。 有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 本设计铸造成型后要进行时效处理，以满足加工工艺要求。 (二 )零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 应采用统一的基准定位。 在数控加工中，若没有统一基准定位，会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。 因此要避免上述问题的产生，保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准 定位。 零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔 (如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余量上设置工艺孔 )。 若无法制出工艺孔时，最起码也要用经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次装夹产生的误差。 此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。 加工方法的选择与加工方案的确定 (一 )加工方法的选择 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 由于获得同一级精度及表面粗糙度的加 工方法一般有许多，实际情况。 常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。 因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 13 (二 )加工方案确定的原则 管座 零件上 的槽是 比较 精密 的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。 对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。 工序与工步的划分 (一 ) 工序的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 一般工序划分有以下几种方式： （二 )工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。 在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。 为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。 下面以加工中心为例来说明工步划分的原则 ： 1)管座零件 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 2)按刀具划分工步。 机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 14 总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。 零件的安装与夹具的选择 (一 )定位安装的基本原则 ： 在确定装夹方案时，只需根据以选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。 夹紧机构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开。 要求夹持工件后夹具等 一些组件等不能与刀具运动轨迹发生干涉。 必须保证最小的夹紧变形。 工件在加工时，切削力大，需要的夹紧力也大，但又不能把工件夹压变形。 因此，必须慎重选择夹具的支撑点、定位点和夹紧点。 如果采用相应措施仍不能控制零件变形，只能将粗、精加工分开，或者粗、精加工采用不同的夹紧力 装卸方便，辅助时间尽量短。 由于加工中心加工效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具在使用中也要装卸快且方便。 对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工以提高加工效率。 1)力求设计、工艺 与编程计算的基准统一。 2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 3)避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。 (二 )选择夹具的基本原则 ： 夹具结构应力求简单。 由于零件在加工中心上，加工大都采用工序集中的原则，加工的部位较多，同时批量较小，零件更换周期短，夹具的标准化、通用化和 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 15 自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有很大影响。 因此，对批量小的零件应优先选用组合夹具。 对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通用夹具，如三爪卡盘、台钳。 只有对批量较大，且周期性投 产，加工精度要求较高的关键工序才设计专用夹具，以保证加工精度和提高装夹效率。 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐。