1、某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计11某某学院毕业设计CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂加工工艺与钻夹具设计专 业：机械制造与设计 教 学 系：机 电 工 程 系 某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计22摘 要 本文在查阅相关的资料和参考文献的基础上，首先对 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，明确加工内容和要求，确定加工方案，选择适合的数控机床、刀具和夹具，及选择合理的切削用量。最终根据 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂的零件图、技术要求和加工批量，设计出适合于该 CM25 自动车床
2、挡杆摆动上摇臂的加工工艺和选择合适的加工工艺装备并最终加工出符合生产要求的合格零件。整个设计的指导思想是“简便、高效、经济” 。通过 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂设计与加工的整个过程，掌握零件设计与制造的步骤，为将来的发展打下基础。关键词 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂 工艺 钻夹具某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计33目录第 1 章 前 言 .41.1 毕业设计的目的 .41.2 毕业设计的内容 .41.3 数控加工的特点 .41.4 数控加工工艺设计的特点 .51.4.1 数控加工工艺内容要求具体而详细 .51.4.2 制定数控加工工艺时要特别强调
3、刀具选择的重要性 .61.4.3 数控加工工艺的特殊要求 .61.4.4 加工程序的编写是数控加工工艺的一项特殊内容 .61.5 数控加工工艺的主要内容 .6第 2 章 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂数控加工工艺设计 .82.1 零件工艺性分析 .82.1.1 零件结构和功用分析 .82.1.2 零件图纸分析 .92.1.3 主要技术要求分析 .92.1.4 毛坯和材料的分析 .102.2 机械工艺路线确定 .102.2.1 定位基准的选择 .102.2.2 主要加工表面加工方法的选择 .112.2.3 加工阶段的划分 .122.2.4 加工顺序的安排 .132.2.6 确定切削用量及基本工
4、时 .15第 3 章 钻螺纹孔的专用夹具的设计 .243.1 设计主旨 .243.2 专用夹具设计 .243.2.1 定位基准的选择 .243.2.2 定位元件的选择 .243.2.3 夹紧装置的设计 .253.2.4 导向元件 .253.2.5 钻模板 .263.2.6 定位误差分析 .263.2.7 夹具体设计 .263.2.8 夹具设计及操作的简要说明 .273.3 切削力及夹紧力的计算 .273.4 夹具精度的分析 .283.4.1 影响加工精度的因素 .283.4.2 保证加工精度的条件 .283.5 结论 .29致 谢 .30参考文献 .31某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡
5、杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计44第 1 章 前 言随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。在工业，中、小批零件的生产几乎占产品数量的 35%一 50%，而且零件外形越来越复杂，精度要求也越来越高。传统的机床的加工己不能满足要求，柔性加工的重要性更加突出，数控加工的需求日益增大。1.1 毕业设计的目的综合运用所学知识，培养结合实际独立完成课题的工作能力。对自动车床摇臂设计更加了解，熟悉钻夹具设计的要点，正确的选择相应的数控机床、刀具和夹具，熟练设置合理的走刀路线及选择合理的切削用量。运用理论结合实际去解决零件的设计和制造。1.2 毕业设计的
6、内容本毕业设计根据某公司生产加工需要进行 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂的零件图的分析、加工工艺设计、夹具体的设计、书写设计说明书和填写相关加工文件。毕业设计论文包括零件设计图纸、设计说明书、电子文档各一份，通过CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂设计与加工的整个过程，掌握零件设计与制造的步骤，为将来的发展打下基础。1.3 数控加工的特点 数控加工技术是与机床的控制密切结合而发展起来的，通常把采用数控装置来实现自动化和高效率加工的机床统称为数控机床。在实现加工合理化及高效率方面，数控机床与普通机床相比具有许多优势，它突出地表现为:1、加工精度高，质量稳定。数控系统每输出一个脉冲，机床移动部件的位
7、某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计55移量称为脉冲当量，数控机床的脉冲当量一般为 0.001mm，高精度的数控机床可达 0.0001mm，其运动分辨率远高于普通机床。数控机床加工零件的质量由机床保证，无人为操作误差的影响，所以同一批零件的尺寸一致性好，质量稳定。2、能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。例如，采用二轴联动或二轴以上联动的数控机床，可加工母线为曲线的旋转体曲面零件、凸轮零件和各种复杂空间曲面类零件。3、生产效率高。数控机床的主轴转速和进给量范围比普通机床的范围大，良好的结构刚性允许数控机床采用大的切削用量，从而有效地节省了机动时间。
8、对某些复杂零件的加工，如果采用加工中心，可实现在一次装夹下进行多工序的连续加工，减少了半成品的周转时间，生产率的提高更为明显。4、对产品改型设计的适应性强。当被加工零件改型设计后，在数控机床上只需变换零件的加工程序，调整刀具参数等，就能实现对改型设计后零件的加工，生产准备周期大大缩短。因此，数控机床可以很快地从加工一种零件转换为加工另一种改型设计后的零件，这就为单件、小批量新试制产品的加工，为产品结构的频繁更新提供了极大的方便。5、能减轻工人劳动强度、改善劳动条件。1.4 数控加工工艺设计的特点合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。数控加工工艺问题的处理与普通
9、加工工艺基本相同，在设计零件的数控加工工艺时，首先要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，同时还必须考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计6614.1 数控加工工艺内容要求具体而详细数控工艺不仅包括详细描述的切削加工步骤，而且还包括工夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内容以及标有数控加工坐标位置的工序图等。1.42 制定数控加工工艺时要特别强调刀具选择的重要性复杂型面的加工编程通常要用自动编程软件来实现，由于绝大多数三轴以上联动的数控机床不具有刀具补偿功能，在自动编程时必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹。若刀具预先选择不当
10、，所编程序将只能推倒重来。1.4.3 数控加工工艺的特殊要求（1）由于数控机床较普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因而在同等情况下，所采用的切削用量通常比普通机床大，加工效率也较高。选择切削用量时要充分考虑这些特点。（2）由于数控机床的功能复合化程度越来越高，因此，工序相对集中是现代数控加工工艺的特点，明显表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。1.4.4 加工程序的编写是数控加工工艺的一项特殊内容
11、制定数控加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面加工的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件，既是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。1.5 数控加工工艺的主要内容根据实际应用需要，数控加工工艺主要包括以下内容：某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计771、选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。2、对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求。3、具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。4、处理特殊
12、的工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，加工路线的确定，刀具补偿等。5、编程误差及其控制。6、处理数控机床上的部分工艺指令，编制工艺文件。某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计88第 2 章 CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂数控加工工艺设计2.1 零件工艺性分析通其 余图 2.1 摇臂的零件图2.1.1 零件结构和功用分析CM25 双尾轴五刀高速精密自动车床是一种高性能、高精度、低噪音的凸轮式自动车床。自动车床：有五组滑板，二个尾轴，共有 400 多个零件组成，结构精密，通过凸轮来控制生产，凸轮每转一个回转即完成一个零件的加工。凸轮转速 1.036 转/分钟，可根据不
13、同的加工零件进行调整，每分钟最快可加工36 个零件。机床可装 5 把刀具、2 支钻头和 1 支丝锥、1 只板牙，复杂零件可同步进行外圆、球面、圆锥面、圆弧面、台阶、割槽、钻孔、攻丝、板牙、切割等加工，一次即可完成所有加工工序，无需手工操作。由于机床的五把刀具与二个尾轴在加工过程中可以同时工作，所以这种机床比数控机床加工零件的速度要快 46 倍。CM25 自动车床挡杆摆动上摇臂如图 1 所示，是自动车床上的一个零件。摇臂的结构比较简单，其结构特点是近似圆台、前后比较对称，摇臂的臂身是圆柱，然后由凸台和圆柱还有孔组合而成，摇臂比较厚，因此摇臂的刚性比较好，某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆
14、摆动上摇臂工艺与钻夹具设计99在加工时不需着重考虑自重、切削力、夹紧力等对零件变形的影响。2.1.2 零件图纸分析由零件图可知，该零件形状较为简单、外形尺寸比小。摇臂的表面粗糙度要求并不是很高，采用铣削加工就可以达到要求，此摇臂的孔比较多，所以需要钻孔，还有许多螺纹加工，在零件顶部还有一个深槽，表面粗糙度并不高。这些加工形状和加工要求将影响到选择仪器的装配。零件的尺寸标注采用统一的基准即设计基准，无多余尺寸与封闭尺寸。 2.1.3 主要技术要求分析（1）主要加工表面的精度：主要加工表面没有尺寸要求，而且表面粗糙度也不高，只需要铣削就可以了。（2）螺纹孔的精度：螺纹技术要求少，而且表面粗糙度也不
15、高。（3）孔的精度：摇臂顶部沉孔的表面粗糙度不高，而两个前后通孔的表面粗糙度高，尺寸精度也比较高。（4）槽的精度：槽比较深，但表面粗糙度不高。2.1.4 毛坯和材料的分析 207HT5(1件 ）自 动 车 床档 杆 摆 动 上 的 摇 臂毛 坯 图阶 段 标 记 重 量 比 例:1共 张 第 张标 记 处 数 分 区 更 改 文 件 号 签 名 年 ， 月 ，日设 计 （ 签 名 ） （ 年 月 日 ） 标 准 化 （ 签名 ） （ 年 月日 ）审 核工 艺 批 准陈 亚 东图 2.2 毛坯图某某学院毕业设计 CM25 自动车床 挡杆摆动上摇臂工艺与钻夹具设计1010摇臂的产量 120 件/月
16、，属于中等批量生产。摇臂材料为 HT250，毛坯重量约为 18.5Kg。毛坯主要采用砂型铸造，毛坯的加工余量为 3mm 公差为0.5。2.2 机械工艺路线确定2.2.1 定位基准的选择粗基准的选择粗基准的选择应该遵循的五个原则：（1） 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准；（2） 在没有要求重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准；（3） 在与 2）中相同的前提下，若零件上有的表面不需要加工，则应以不加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准，以达到壁厚均匀、外形对称等要求；（4） 选用粗基准的表面应尽量平整光洁
17、，不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减小定位误差，并能保证零件夹紧可靠；（5） 粗基准一般只使用一次。这个摇臂零件需加工的表面有：18mm 圆柱的底平面，10mmX2 圆台的端面，10mm 孔的左端面和与 10mm 孔左端面垂直的平面，36mm 圆柱的两端面，8H7(+0.018 0)mm 和 15H7(+0.015 0)mm 的孔，5.5mm 和 10mm 的孔，M6、M6X0.5、3XM5 的螺纹，宽 1.5 的深槽。a. 18mm 圆柱的底平面：以摇臂底平面为基准。b10mmX2 圆台的端面：以 18mm 圆柱的底平面为基准。c10mm 孔的左端面和与 10mm 孔左端面垂直的平面：以 18mm 圆柱的底平面为基准。d36mm 圆柱的两端面：以 10mm 孔的左端面为基准。e8H7(+0.018 0)mm 和 15H7(+0.015 0)mm 的孔：以 10mm 孔的
