数控专业毕业设计1[1].doc

毕业设计题目：阀体院系：机电工程专业：数控加工学生姓名：班级：数控加工074班指导教师：董小金完成日期2010年12月6日湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE2前言——毕业设计概述毕业设计是在学习了三年了数控专业知识后，来对所学的知识的一种综合体现,把所有的知识能够运用到实际零件的加工中。给了我们一次很好的锻炼机会。通过本次毕业设计使我巩固了已学的知识，加深了印象，对机械加工的知识来了一次全面、深刻的理解，使自己能够运用所学的机械加工知识解决一个具体的问题。本次设计的内容为阀体的工艺分析。通过对该零件的工艺分析，制定了工艺规程，使我认识该零件必须具备怎样的结构要求和技术要求。要满足其结构和技术要求，我们在生产中又应该怎样生产和加工以保证该要求。这就是本部分的内容，通过工艺规程使我们认识到怎样才能生产出合格的零件。着重介绍了零件的生产工艺过程,工艺的分析,工艺路线的确定,加工设备的选择,定位基准和夹具的选择,加工方法选择,填写工艺文件等。整份设计说明书要求内容丰富，简明扼要，清晰易懂，并附有图纸说明。因此我们在设计时考虑要全面,经查阅相关书籍与资料根据实际的具体情况,设计时应做到：1.巩固和深化所学知识,通过课程设计,要求我们运用机械工艺及其它主修课程的基本知识和方法,来解决工程实际中的具体设计问题,以进一步巩固和深化所学的知识。2.培养机械设计的能力,通过加工方案的拟定.结构设计,查阅有关标准。3.树立正确的设计思路,在设计过程中学会结合当前国家有关的技术经济政策,讲究它的可行性和经济性去选择材料、刀具、夹具能比较全面而辩证地分析和处理设计的问题,从而逐步树立正确的思想。4.运用所学的数控机床工艺学,结合实训和生产过程中所积累的经验以及编写设计说明书等各个环节,来要求我们掌握怎样确定加工工艺路线,选择加工设备,工艺设备及各种加工方式的切削用量等,并在设计过程中使设计技能得到相应的煅炼.对刀具、夹紧,定位基准的选择等。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多问题和不足之处，请老师给予批评指正。湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE3目录一、阀体零件设计任务书概述……………………………………4（一）设计的主要内容（二）完成设计的指导思想二、零件的分析…………………………………………………………4（一）零件材料分析（二）零件工艺分析三、生产类型的确定……………………………………………………6四、毛坯……………………………………………………………………6五、工艺规程………………………………………………………………8（一）定位基准（二）表面加工方法的选择（三）加工顺序的安排（四）工序划分（五）热处理工序（六）工艺路线（七）工艺设备（八）工序设计（九）切削用量六、数控加工部分………………………………………………………23（一）数控加工特点（二）数控加工工艺分析七、工艺卡片………………………………………………………………26八、毕业设计心得………………………………………………………40九、参考资料………………………………………………………………41湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE4一、阀体零件设计任务概述（一）、设计的全部主要内容以零件图为设计先导,综合应用机械设计相关专业课程知识,以及结合生产实践分析,解决工程实际问题,其中包括零件图样分析,材料的选择,热处理加工表面分析,加工精度,表面粗糙分析,结构工艺分析,加工工序过程卡片,刀具卡片的填写,毛坯图,零件图的绘制以及数控加工工序卡片,刀具卡片的填写等,最终完成零件加工的所有需考虑及计算方面的内容。（二）、完成设计的指导思想1)保证零件加工质量2)适合一般现场条件,能显著提高生产效率3)降低成本,适应性强4)工艺合理,工艺资料齐全,说服力强.总之,要在满足质量要求的前提下,不断提高劳动生产率和降低成本,使最终零件的加工满足“优质”“高效”“低能”的要求。二、零件的分析（一）、零件材料分析:阀体零件的材料为铸钢,牌号是ZG25,ZG25为铸造碳钢,含C0.22~0.32%、Mn0.5~0.8%、Si0.2~0.45%铸钢材料有如下特点：1)综合机械性能高,抗压强度和本身的抗拉强度相等,消振性能差；2)壁厚变化对机械性能影响较小,壁厚增大,机械性能不是成正比例增大；3)铸造性能差,流动性能不好,收缩大,对缺口的敏感性大,因此易产生内应力，变形,开裂,缩孔,缩松等缺陷。针对以上特点,在加工过程中,要求车削、铣削应尽量减小机械震动,在钻孔加工过程中,也可用钻模钻孔来减小找正和加工震动。（二）、零件的工艺分析1、零件图样分析零件图样分析是便于正常掌握零件的外表面轮廓,各部分形状,位置精度及公差,表面粗糙度,定位基准,以及加工前毛坯尺寸的检查等。正确的零件图形分析能使工人正确的掌握各个部分加工余量,切削用量,进给量,背吃刀量的选择,以及公差尺寸的控制和形状,位置公差的正确把握。图形分析包括确定零件所需要加工的表面,表面形状,粗糙度值大小等,准确的零件图形分析能使后面的加工工艺过程卡的确定,工序的排列,基准的选择,刀具的选用,切削用量的选择等有很大的帮助。因此零件图形分析此步骤在整个加工过程中非常重要.。下面是阀体零件图形的分析结果：A、左端表面这一组加工表面包括：左端面，Φ50+0.1600孔，Φ43孔，Φ35+0.1600孔及左端平面上的4个M12的螺纹孔。B、右端表面湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE5这一组加工表面包括：右端面，Φ20孔，Φ28.5孔和M36×2mm的外螺纹表面及其倒角C、上端表面这一组加工表面包括：上端面及其2×45°止口，Φ18+0.1100孔，Φ22+0.1300孔，Φ26孔，Φ24.3内槽孔及M24的内螺纹表面。现将以上一些主要加工表面的尺寸精度及表面粗糙度分析如表2-1所示：表2-1加工表面的尺寸精度及表面粗糙度加工表面公差等级表面粗糙度ＲaΦ50+0.1100孔IT1112.5Φ35+0.1600孔IT1112.5Φ20孔自由公差等级25Φ28.5孔自由公差等级12.5Φ18+0.1100孔IT116.3Φ22+0.1300孔IT116.345°±30’’止口角度公差等级10级12.5Φ26孔侧面自由公差等级25Φ26孔底面自由公差等级12.5左、右端面自由公差等级25上端面IT1312.5表示Φ35孔的低面与横向中心线的垂直度公差是0.06表示Φ18孔与轴向中心线的垂直度公差是0.082、结构工艺性分析零件结构工艺性的分析,可从零件尺寸和公差的标注,零件的组成要素和零件的整体结构等三方面来阐述。阀体加工面的标注尺寸是按照加工顺序标注,避免多尺寸同时保证,由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸,例如,尺寸Φ50-0.180以左端面为标注基准,尺寸7以孔Φ35右端为基准,尺寸15以右端面为标注基准,像这样标注则可以避免不必要的尺寸换算。对零件组成要素的工艺性分析是对组成零件各加工面的的分析,阀体加工面为端面,台阶面孔,整体形状比较简单,这些能采用普通和标准刀具进行加工,且刀具易进入退出和顺利通过加工表面.加工面和非加工面明显分开,加工面之间也应明显分开。阀体零件整体结构工艺性这方面主要是：阀体整体形状无特别处,是通用件,装夹基准可选⊥0.06A⊥0.08A湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE6用Φ40毛坯外圆为装夹基准,还有Φ35孔内壁均可作为装夹基准,通过零件材料的分析,再加上铸造后经过时效热处理,其综合学性能较好,便于切削加工。查参考文献〈1〉有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的机构工艺性也是可行的。三、根据生产纲领确定生产类型生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品和精度计划。计划期常定为一年，生产纲领也称为年产量。零件的生产纲领可按式计算Ｎ＝Ｑn（1+α）（1+β）式中N指零件的生产量（台/年），N指每台产品中，该零件的数量（件/年），α指备品的百分率，β指废品的百分率。生产类型指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。生产类型和生产纲领的关系如表2-2所示。表2-2生产类型生产纲领/(台/年或件/年)小型机械或轻型零件中型机械或中型零件重型机械或重型零件单件生产≤100≤10≤5小批生产＞100~500＞10~150＞5~100中批生产＞500~5000＞150~500＞100~300大批生产＞5000~50000＞500~5000＞300~1000大量生产＞50000＞5000＞1000因为该零件的生产纲领是1000件,则由上表可得生产类型是中批量。四、确定毛坯、画毛坯图因为零件在数控加工中，由于加工过程自动化使得余量不大，以及装夹问题在毛坯设计时就要考虑好。并且毛坯的种类以及不同制造方法对零件的质量、加工方法，材料利用率、机械加工劳动量和制造成本等都有很大影响。因此在选择毛坯时应注意以下因素：1、零件材料极其机械性能当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选用铸造毛坯；材料是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求较低时，可以选用型材或铸钢。2、零件的形状和尺寸常见一般用途的钢质阶梯轴零件，如各台阶的直径相差不大，可以选用棒料；如个台阶直径相差较大，宜用锻件。尺寸大的零件，因受设备限制一般用自由锻；中、小型零件可以选用模锻。形状复杂的钢质零件不宜用自由锻3、生产类型大量生产应当选用精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来弥补，单件小批量生产应采用木模手工造型或自由锻4、具体生产条件确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织地区专业化生产，统一供应毛坯，有利于保证毛坯质量和提高经济效益湖南铁道职业技术学院HUNANRAILWAYPROFESSIONAL-TECHNOLOGYCOLLEGE75、充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性为了节约材料和能源，随着毛坯制造向专业化生产发展，目前毛坯制造方面的新工艺，新技术和新材料的发展很快，例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械制造中的应用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工质量。有时甚至可不再进行机械加工，其经济效益明显提高。铸钢件的生产方法：砂型铸造、金属型铸造、离心铸造、精密铸造。根据该零件的材料、工件尺寸形状及生产类型的特点，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于阀体零件的内孔需铸出，故还应安放型芯。阀件一般都是承受高压的，为保证安全和避免渗漏，要求铸件致密，无缩松及裂纹等缺陷，对于阀类壳类局部热节处可用冷铁激冷，以消除缩松。参考有关文献得该种铸件的尺寸公差等级CT为8-10级，加工余量等级MA为H级。故取CT为8级，MA为H级。用查表修正法确定各表面的总余量如表2-3所示。表2-3各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明左右端面75H2.5端面双侧加工(取下行数据)上端面56H2.5上端面,单侧加工左端台阶孔503.5双侧加工左端台阶孔3510双侧加工右端台阶孔20H2.5双侧加工上端台阶孔18H2双侧加工参考有关文献可得铸件主要尺寸的公差，如表2-3所示。表2-3主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT左右端面间长度尺寸755801.6上端面距Φ43孔中心尺寸562.558.51.4左端台阶孔Φ507431.4左端台阶孔Φ3520151.2右端台阶孔Φ205151.2上端台阶孔Φ184141.2五、工艺规程设计湖南铁道职业技术学院