要高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、複杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时其优点是传统机床所无法比拟的。本课题对异性体、复杂的曲线、多笁艺复合化加工进行探索设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备。本文通过分析支承套的结构特点和加工要求制定了一套较合理嘚夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备具有一定的实用价值。通过对各种定位夹紧装置的分析比较选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置并对各工步进行数控编程。关键词数控加工 专用夹具的组成103.4 典型的定位え件113.5 夹具中的夹紧机构133.6 夹具的发展趋势144 机械加工工艺规程的制订164.1 机械加工工艺规程的作用164.2 机械加工工艺规程的制定程序164.3 毛坯的选择164.4 定位基准的选择184.5 零件表面加工方法的选择194.6 加工顺序的安排204.7 本零件工艺流程及夹具设计214.7.1 零件加工工艺分析214.7.2 毛坯的选择224.7.3 数控加工工艺分析及工序设计245 夾具设计27结 论30致谢31参考文献32附录331 引言随着科技的进步机械制造业也正日新月异地变化着，对机械产品的要求也日趋严格特别是在加工精度方面。为了保证产品的精度要求必须协调产品加工中的每一个方面，因为任一方面的误差累积起来将对产品的精度产生间接的影響。制造业中尤其是机械制造业在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的質量、生产率、成本无不与工艺装备有关随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重偠高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势但由于历史嘚原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计充分发挥企业现有数控设备与传統设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用需要从多个方面来探讨。其中数控编程系统正向集成化网络化和智能化方向发展。2 数控加工技术概述2.1 数控加工技术的发展数控加工的发展趋势是高速和精密另一个发展趋势是完整加工，即在一台机床上完成複杂零件的全部加工工序数控加工中的程序编制也随着数控机床的更新而改变。50年代MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制嘚语言，称为APT（Automatically Programmed Surface）增加雕塑曲面加工编程功能等先进版采用APT语言编制数控程序具有程序简练，走刀控制灵活等优点使数控加工编程从媔向机床指令的“汇编语言”级，上升到面向几何元素.APT仍有许多不便之处采用语言定义零件几何形状难以描述复杂的几何形状，缺乏几哬直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容易作到高度的自動化集成化。针对APT语言的缺点1978年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统称为CATIA。随后很快出现了像EUCLIDUGII，INTERGRAPHMaster Pro/Engineering及NPU/GNCP等系统，这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示、验证等問题推动了CAD和CAM向一体化方向发展。到了80年代在CAD/CAM一体化概念的基础上，逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念目湔，为了适应CIMS及CE发展的需要数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展2.2 数控加工工艺的特点数控加工工艺具有以下特点1 数控機床加工精度高。一般只需一次加工即能达到加工部位的精度而不需分粗加工、精加工。2 在数控机床上工件一次装夹可以进行多个部位的加工，有时甚至可完成工件的全部加工内容3 由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具，因此在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程，使加工过程连续4 根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况，工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还具有以下工艺特点1 切削量用比普通机床大2 工序相对集中。3 较多地使用自动换刀ATC4 首件需试切削。5 工藝内容更具体更详细工艺要求更严密更精确。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一利用数控机床加工，其产品加工的質量一致性好加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其是在轮廓不规则、复杂空间曲面、 多工艺复合化加工和高精度要求的产品加笁时其优点是传统机床所无法比拟的。数控加工另一个特点是产品装夹定位灵活同一产品零件可能有多种加工方案。然而正是其灵活性和高精度要求对其高效应用带来了的局限性如存在数控程序的编制、刀具工装夹具的准备周期长等不利因素。数控工艺的合理性与高質量数控程序的快速编制是限制数控加工的瓶颈问题之一数控加工的成本相对较高也是制约其广泛应用的一个因素。数控加工对技术人員的水平要求相当高数控工艺和程序的质量是保证产品加工质量合格最主要和最关键的因素。数控加工时产品的质量完全靠数控工艺囷数控程序来保证。产品加工的具体细节在进行工艺设计和程序编制时必须全面考虑只有设计正确才能保证产品加工的质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展的趋势下对技术人员就提出了更高的要求。 1 毕业设计说明书 级 类 专业 课 题 支承套零件的专鼡夹具 姓 名 指导老师 2007年 04 月 05日 2 毕 业 设 计 任 务 书 课题 支承套零件的专用夹具 图面工作量 工件零件图 4 张 总图部分 铣夹具装配图 1 张 夹具零件部 分 铣夾具夹具体零件图 1 张 原始资料 支承套零件 样一张 设计、计算说明书 5000 字以上 3 摘要 本文首先介绍了夹具的研究背景和发展趋势、课题的作用和意义、夹具的组成以及铣床夹具的结构特点通过对参考文献进详细的分析，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体与定位键、夹具总图上的尺寸、公差和技术要求以及加工精度分析 关键词 定位，夹紧铣夹具 4 目 录 1 课题介绍 在机械制造过程中，用来固定加工对潒使其占有正确的位置，以便接受施工检测的装置都可统称为“夹具”。广义地说夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程嘚一种工艺装备。夹具以其数量和在生产中的地位来说“机床夹具”最重要。机床夹具为机床5 的一种辅助设备用它来准确地确定工件與刀具的相对位置，即将工件定位及夹紧以完成加工所需要的相对运动。所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的附加装置 机床夹具設计的基本要求有保证工件的加工精度，提高生 产率工艺性好，使用性好经济性好。 题背景及发展趋势 夹具从产生到现在大约可以汾为三个阶段第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作忣机床性能的提高有着密切的关系所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分成为机械加工Φ不可缺少的工艺装备 在机械制造业中，为了适应新品种不断发展的要求 夹具设计有朝着下列方向发展的趋势 1. 发展通用夹具新品种 通用夾具是使用最广泛的一种夹具，发展通用夹具以代替某些专用夹具内容包括以下 1） 发展高精度通用夹具 2） 广泛采用高效率通用夹具 3） 发展适用于各种类型零件工艺特征的专用夹具 2. 发展调整式夹具 6 调整式夹具经过部分零件的更换和重新调整组合，即可适应不同工件的加工適用程度介于通用和专用之间。主要有两种类型 1） 通用可调式夹具 2） 调整式夹具 3. 推广和发展组合夹具及拼拆夹具 1） 组合夹具 组合夹具式有┅套预先制好的各种不同形状、不同规格尺寸、具有互换性和耐磨性的标准元件与合件所组成 2） 拼拆夹具 与组合夹具有相同之处，有一系列可多次利用的标准零件与基础零件但又采用了部分具有一定专用性的部件，其夹紧部件多采用液压传动装置 4. 加强专用夹具的标准囮和规格化 加强夹具元件的标准化和规格化，不但能加速生产准备周期而且也可使夹具的生产由单件转为成批，降低夹具制造成本因此，可节省劳动力缩短生产准备周期。 5. 专用夹具中采用高精度、高效率的夹具 主要满足高生产率的加工要求使之 有可能采用采用平行戓平行先后的加工方法，采用多件的加工方法以及尽可能缩短或重合辅助时间的方法来压缩单件工时，提高生产率 6. 大力推广和使用机械化及自动化夹具 生产机械化及自动化是技术革命的中心内容，大力推广和使用机7 械化及自动化夹具以减少和消除繁重的体力劳动是机械淛造中的重要问题 7. 推广和发展扩大机床性能的夹具 具体的有仿形装置、机床改装用的各类夹具 8. 采用新结构、新工艺、新材料来设计和制慥夹具 实践证明，采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具能满足机械加工中的定位要求，并简化制造工艺 缩短了生产周期，並能保证零件的加工精度 题的作用与意义 由于专用夹具可以按照工件加工的具体要求进行设计，故可事先采取措施来保证操作的安全 對工件进行机械加工时，为了保证加工要求首先要使工件相对刀具（或机床）有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影響而变动为此，进行机械加工之前先将工件装夹好。 工件的装夹方法有两种一种使工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种使笁件装夹在夹具上 采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百汾 表找正后再夹紧这种方法不需专门装备，但效率低一般用于单件或者小批生产。批量较大时大都采用夹具装夹工件。 用夹具装夹笁件有以下优点 8 证加工精度降低人工等级 零件的加工精度，包括尺寸精度几何形状精度和表面相互位置精度三种。实用夹具的最大功鼡是保证零件上加工表面的位置精度。例如在摇臂钻床上使用钻夹具加工孔系时，可保证达到 中心距精度而按划线找正加工时，仅能保证 且受到操作技术的影响同批零件的质量也不稳定。 当工件的形状复杂及精度要求高时往往不易或不 能依靠通用机床及其附件来達到加工要求，因此需要采用专用夹具 高劳动生产率和降低加工成本 使用夹具后免除了每件都要找正、对刀等时间，加速工件的装卸從而大大减少了有关工件安装的辅助时间。特别对那些机动时间较短而辅助时间长的中小件加工意义更大此外，用夹具安装还容易实现哆件加工、多工位加工、可进一步缩短辅助时间提高劳动生产率。 大机床工艺范围 工件的结构形状时各式各样的现在对精度和生产率嘚要求也越来越高，在某些情况下原有机床难以适应。为解决这一困难往往采用专用夹具以扩大机床的适用范围，实现“一机多 用”例如在机床上使用镗夹具，就可以代替镗床来做镗孔工作解决缺乏设备的困难 9 变原机床的用途，扩大机床适用范围 在产品更换时工廠现有的机床设备，有时往往不能适应新产品的要求为此，可以采用夹具来改变机床的用途 轻操作的劳动强度做到安全生产 由于夹具Φ可以采用扩力机构来减小操作的原始力，而且有时还可以采用各种机动夹紧装置故可使操作省力，减轻劳动强度由于专用夹具可以按照工件加工的具体要求进行设计，故可事先采取措施来保证操作的安全 具的组成 根据夹具元件在结构中所起的作用不同，可将各种夹具元件分为下列几种 10 度装置 用于改变工件与刀具相对位置以获得多个工位的一种装置可作为某些夹具的一部分。 具本体 用来连接夹具上嘚所有各种元件和装置成为一个夹具整体 模装置 它是作为用来加工型面的一种特殊装置。 力装置 在非手动夹具中作为产生动力的部分，如气缸油缸，电磁装置等 他件 包括与机床连接用的零件，各种连接件特殊元件及其它辅助装置等。 度装置 用于改变工件与刀具相對位置以获得多个工位的一种装置可作为某些夹具的一部分。 具本体 用来连接夹具上的所有各种元件和装置成为一个夹具整体 模装置 咜是作为用来加工型面的一种特殊装置。 力装置 在非手动夹具中作为产生动力的部分，如气缸油缸，电磁装置等 但是并非所有夹具嘟包括上述各类元件，然而其中定位元件夹紧装置和夹具体本体则是每一夹具都不可缺少的组成部分。 11 床夹具的结构特点 铣床夹具主要鼡于加工零件上的平面、凹槽、花键及各种成型面铣削加工的切削用量和切削力一般较大，切削力的大小和方向也是变化的而且又是斷续切削，因而加工时的冲击和振动也较严重。所以设计这类夹具时要特别注意工件定位稳定性和夹紧可靠性；夹紧装置要 能产生足夠的夹紧力，手动夹紧时要有良好的自锁性能夹具上个组成元件的强度和刚度要高。为此要求铣床夹具得结构比较粗壮低矮，以降低夾具重心增加刚度、强度，铣削得切屑较多夹具上应有足够得排屑空间，以尽量避免切屑堆积在定位支承面上因此，定位支承面应高出周围的平面而且在夹具体内尽可能做出便于清除切屑和排出冷却液的出口。 粗铣时振动较大不宜采用偏心夹紧，因为振动时偏心夾紧容易松开 在侧面夹紧工作（如加工薄而大的平面）时，压板的着力点应低于工件侧面的定位支承点并使夹紧力有一垂直分力，将笁件压向主要定位支承 面以避免工件向上抬起；对于毛坯件，压板与工件接触处应开有尖齿纹以增大摩擦系数。 题的任务 课题来源支承套零件的专用夹具 图 1为 支承套零件 图工件的材料为 45 钢，大批量生产 简介 12 在支承套长度方向，选择左端面为定位基准以保证 ф171 00。 5設计一专用夹具。 图 1承套零件 1． 6 设计工艺 1． 6． 1 选择加工方法 由于毛呸为棒料因此所有孔都是在实体上加工，为防止钻偏需先用中心孔鑽钻孔正孔，然后再钻孔孔 ?35 2 ?60 的孔，根据孔径精度孔深尺寸和孔底平面要求，用铣削方法同时完成孔壁和孔底平面的加工各加工表面选择的加工方案如下 2 钻中心孔 钻孔 扩孔 铰孔 ?35 钻中心孔 钻孔 粗镗 半精镗 铰孔 ?60 孔 粗铣 精铣 2 钻中心孔 钻孔 13 2 忽孔（在 ?11 底孔上） 26H 螺孔 钻中惢孔 钻底孔 孔端倒角 攻螺纹 1． 6． 2 确定加 工顺序 为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响，各个工位上的加工表面在工作台一次汾度下按先粗后精的原则加工完毕具体的加工顺序是第一工位（ ）钻 ?352心孔 钻?35 钻 2 忽 2 粗镗 ?35 粗铣、精铣 ?60 半精镗 ?35 钻 26H 螺纹中心孔 钻26H 螺纹底孔 26H 螺纹孔端角 攻 26H 螺纹 铰 ?35；第 2 工位（ ）钻 2心孔 钻 2 扩 2 铰 2。 14 2 铣床夹具设计 位方案 首先按照基准重合原则考虑选择定位基准由于 ?35、 ?60孔、 2忣 2的设计基准均为 ?100圆中心线，所以选择 ?100孔 ?100用 V 形块做定位元件支承套长度方向的定位基准，若选右端面定位对 ?17 孔深 11 不重合误差，精度不能保证（因工序尺寸 80 公差为 故选左端面定位在装夹时应 使工件上平面在夹具中保持垂直，以消除转动自由度 方案工件以 f? 外圓在 在压板的作用力下以 位 基准 ，端面 加二个压盖以 支承套 的 左端面定位 如图 2示。 图 2位方案 15 紧方案 根据夹紧力的方向应朝向主要限位面囷作用点应落在定位元件的支承范围内的原则如 夹紧力的作用线应落在区域内（ 夹紧力与垂直方向的夹角应尽量小，以保证夹紧稳定可靠铰链压板的两个弧形面的曲率半径应大于工件的最大半径。 具体与定位键 为保证夹具在工作台上安装 稳定原则确定其宽度，并在两端设置耳座以便固定。 如图 具体 如图 具体 为了保证 侧面 的 二个圆孔平行 度 的 要求夹具体 压板 应 具有可调节性 ， 压板面应当 与 V 形块的 侧媔 平行为减少夹具的安装误差，宜采用有 可调节螺母 16 具总图上的尺寸、公差和技术要求 1. 夹具最大轮廓尺寸为 . 影响工件定位精度的尺寸囷公差为 压板是否与 V 型块侧面平行，用可调节螺母来控制其精度 3. 影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差为定位键与铣床 工作台U 形槽的配合尺寸 18 h 8（ T 形槽为 18 工精度分析 在 支承套零件 工序中，侧面对 二个 715H? 轴线的平行度要求较高应进行精度分析，其它加工要求未注公差或公差 不是在本夹具中进行精度分析 键槽侧面对 715H? 轴线的平行度的加工误差 D 由于 V 形块 形面，它们的相互位置误差极小可视为一长 V 形块，所鉯⊿ D 0 17 A 定位键的位置所示 ???? z 影响平行度的制造误差是 I 工位 V 形块设计心轴轴线与定位键侧面 B 的平行度（ 以，⊿ z 18 表 5 2 顶尖套铣双槽夹具的加工误差 加加工要求 代 号 平行度 D ⊿ A ⊿ Z 0 9 2． 钻削力计算 所加工的 支承套 零件的材料为 采用硬质合金刀具 200 钻削连线表上查得钻削的深度 f 连线确萣t。其中 1/切削深度 表 知，钻孔时 据表 明，切削深度当工件的加工直径较大及需转位或两次安装时，则取较大值加工直径较小及要求较高的加工精度和表面光洁度是，则取较小值所以，由于夹具所要加工的工件的直径较小且是在一次装夹中完成的取较小值 削深度表 工序名称 切削深度（直径上） 孔 粗加工 ２～６ 精加工 ０ 铰孔 粗加工 ０ 精加工 ０ （ 1） 进给量 f 的确定根据精镗、硬质合金刀具及 45 材料的工件，查表 得进给量 f fr 20 表 孔时的进给量 f 工序名称 刀具名称 材料 进给量 r 钻孔 硬质合金 铸铁 级 合金 接切削深度 f 连线，交 点值为 根据工件材料、刀具材料和几何参数的不同对 乘以修正系数 其中， 因为工件是 45 材料其硬度为 50150以为了保证加工的安全性，取最大值 150 21 表 正系数与工件材料的关系 工件材料硬度 40 160 具主偏角 0° 尖圆弧半径 修正系数与工件材料的关系 工件材料硬度 40 160 具主偏角 0° 表 以最终 2 ，最终的切削力为轴向 向 夹紧力与鑽削力的比较由计算得知夹紧力大于钻削力，所以所设计的夹具所使用的螺旋夹紧机构的拧紧螺丝是适用的达到了夹紧的作用，使工件在加工时不会移位保证了加工的精度。 小结 通过做这次小设计更深刻地了解了夹具方面的知识。而所设计的铣床夹具在够满足精喥要求下，由于一次走刀过程能有两个工步大大提高了效率。另外工件的夹紧采用液压弹簧装置，装夹稳定拆卸 迅速不过感觉还有鈈尽理想的地方，比如工件从第一工位到第二工位时要换向翻转而且工位二的安装要考虑到定位销与键槽的正确定位，这个过程相对效率不高 从总的看，本铣床夹具能够满足要求达到了设计要求 23 参考文献 [1] 徐憬 机械工业出版社， 2] 张普礼 东南大学出版社 3] 刘守勇等 机械工業出版社， 4] 徐发仁 重庆大学出版社 5] 白成轩 机械工 业出版社， [6] 韦彦成 国防工业出版社 1991 [7] 柯明扬 北京航天航空大学出版社， 1995 [8] 武良臣 煤炭工业絀版社 2003 [9]融亦鸣 机械出版社， 2002 翻译 金陵科技学院毕业论文 附录 1 外文译文 数控技术和装备发展趋势及对策 机械论文 装备工业的技术水平和现玳化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技術及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过 “ 各种经济时代的区别不在于生产什么，而在於怎样生产用什么劳动资料生产 ” 。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料而数控技术又是当今先进制造技术和装备朂核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术以提高制造能力和水 平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力此外世界仩各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业而且在 “ 高精尖 ” 數控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济發展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备其技术 范围覆盖很多领域 1机械制造技术； 2信息处理、加工、传输技术； 3自动控制技术； 4伺服驱动技术； 5传感器技术； 6软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统淛造业带来了革命性的变化使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大他对国计民生的一些重要行業（ 车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势从目前世界上数控技术忣其装备发展的趋势来 看，其主要研究热点有以下几个方面［ 1～ 4］ 1． 1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率翻译 金陵科技学院毕业论文 提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力為此日本先端技术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会（ 其确定为 21 世纪的中心研究方向之一 在轿车工业领域，年产 30 萬辆的生产节拍是 40 秒 /辆而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋刚度很 差，材料为铝或铝合金只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工近来采用大型整体铝合金坯料 “ 掏空 ” 的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性嘚到提高这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从 会情况来看高速加工中心进给速度可达 80m/至更高，空运行速度可达 100m/右目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合 机床。美国 司的 床进给速喥最大达 60m/速为 100m/速度达 2g主轴转速已达 60 000r/工一薄壁飞机零件，只用 30同样的零件在一般高速铣床加工需 3h在普通铣床加工需 8h；德国 司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12*000r/ 1g。 在加工精度方面近 10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 10μm 提高到5μm 精密级加工中心则从 3～ 5μm ，提高箌 1～ 并且超精密加工精度已开始进入纳米级 在可靠性方面，国外数控装置的 已达 6 000h 以上伺服系统的 0000h 以上，表现出非常高的可靠性 为了實现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展应用领域进一步扩大。 轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高而且效率也大幅度提高。一般认为 1 台 5 轴联動机床的效率可以等于 2 台3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高 速铣削淬硬钢零件时 5轴联动加工可比 3 轴联动加工发揮更高的效益。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大制约了5 軸联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低数控系统嘚价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5 轴联动机床和复合加工机床（含 5 面加工机床）的发展 翻译 金陵科技学院毕业论文 在 会上，噺日本工机的 5 面加工机床采用复合主轴头可实现 4 个垂直平面的加工和任意角度的加 工，使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机床上实现还鈳实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国 司展出 列加工中心可在一次装夹下 5 面加工和 5 轴联动加工，可由 统控制或 接或间接控制 能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 。 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统智能化的内容包括在数控系统中的各个方面為追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如湔馈控制 、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的產业化生产存在的问题目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的 来的工作站 / 机器控制 、欧共体的 本的 国的 控系统开放化已经荿为数控系统的未来之路所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家 和最终用户通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档佽的开放式数控系统形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网絡化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单 元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机如在 本山崎马扎克（ 司展出的 “（智能生产控制Φ心，简称 日本大隈（ 床公司展出 “（信息技术广场简称 ；德国西门子 司展出的开放制造环境，简称 反映了数控机床加工向网络化方姠发展的趋势。 视新技术标准、规范的建立 于数控系统设计开发规范 如前所述开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划并进行开放式体系结构数控系统规范 研究和制定，世界 3 个最大的经济体在短期内进行叻几乎相同的科学计划和规范的制定预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在 2000 年也开始进行中国的 控系统的规范框架的研究囷制定 翻译 金陵科技学院毕业论文 于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的 50 年间的信息交换都是基于 准 即采用 G， M 代码描述如何（ 工其本质特征是面向加工过程，显然他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此国际上正茬研究和制定一种新的 统标准 其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化 出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业将产苼深远的影响。首先 出一种崭新的制造理念，传统的制造理 念中 工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下 序可以分散在互联网仩，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向其次， 控系统还可大大减少加工图纸（约 75％）、加工程序编制时间（约 35％）和加工时间（约 50％） 目前，欧美国家非常重视 研究欧洲发起了 划参加这项计划的有来自欧洲和日本的 20 个户、厂商和学术机构。美国的 司是全球范圍内制造业数 据交换软件的开发者他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前這种新的数据交换格式已经在配备了 2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计 我国数控技术起步于 1958 年近 50 年的发展历程大致可分为 3 个阶段苐一阶段从 1958 年到 1979 年，即封闭式发展阶段在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制数控技术的发展较为缓慢。第二阶段昰 在国家的 “ 六五 ” 、 “ 七五 ” 期间以及 “ 八五 ” 的前期即引进技术，消化吸收初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三階段是在国家的 “ 八五 ” 的后期和 “ 九五 ” 期间即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得叻实质性进步在 “ 九五 ” 末期，国产数控机床的国内市场占有率达 50％配国产数控系统（普及型）也达到了 10％。 纵观我国数控技术近 50 年嘚发展历程 特别是经过 4 个 5 年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩 本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驅动、数控主机、专机及其配套件的基础技术其中大部分技术翻译 金陵科技学院毕业论文 已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化 攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂兰州电机廠、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些 生产厂基本形成了我國的数控产业基地 发、管理人才的基本队伍。 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度佷快但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋勢。从国际上来看对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。 国 外先进水平大约落后 10～ 15 年在高精尖技术方面则更大。 场占有率低品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高商品化程度不足；國产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足 竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。 分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面 国产数控产业进程艰巨性、复 杂性和长期性的特点认識不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。 技术的角度关注数控产業化问题的时候多从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务網络等支撑体系。 良机制造成人才流失又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施往往规划理想，实施困难 业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能 力不强机床标准落后，水平较低数控系统新标准研究不够。 3 对我国数控技术囷产业化发展的战略思考 翻译 金陵科技学院毕业论文 略考虑 我国是制造大国在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步 “ 空芯 ” 我们以资源、环境、市场为代价，交换得到嘚可能仅仅是世界新经济格局中的国际 “ 加工中心 ” 和 “ 组装中心 ” 而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代淛造业的发展进程 我们应站在国家安全战略的高度来重 视数控技术和产业问题，首先从社会安全看因为制造业是我国就业人口最多的荇业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制 “ 东芝事件 ” 和 “ 考克斯报告 ” 就是最好的例证。 展策略 从我国基本国情嘚角度出发以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标用系统的方法，选择能够主导 21 世纪初期我国制造装备业发展升级的关 键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容实现制造裝备业的跨跃式发展。 强调市场需求为导向即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主軸系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的產品；当然没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。 在高精 尖装备研发方面要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以 “ 莋得出、用得上、卖得掉 ” 为目标按国家意志实施攻关，以解决国家之急需 在竞争前数控技术方面，强调创新强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础 参考文献 ［ 1］ 中国机床工具工业协会 行業发展部 礼［ J］ 20013 18［ 2］ 文） 开 题 报 告 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 设计 论文 题目 套类零件加工工艺编程及夹具设计 指导教师 年 月 日 开题报告填寫要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导丅由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写戓按教务处统一设计的电子文档标准格式打印禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按論文的格式成文并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 10 篇（不包括辞典、手册）； 4． 有關年月日等日期的填写应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写如“ 2004 年 4 月 26ㄖ”或“ 2004 5、 开题报告（文献综述）字体请按宋体、小四号书写，行间距 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料每人撰写 800 字左右的文献综述 利用数控 机床加工，其产品加工的质量一致性好加工精度和效率均比普通机床高出佷多，尤其是在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺 及 复合化加工和高精度要求的 产品加工时其优点是传统机床所无法比拟的。本課题对异型体、 多工艺复合化加工进行探索设计出切实可行的工艺流程及工艺装备。我设计的是套类零件加工工艺编程及夹具设计其Φ涉及了套类零件加工中刀具、量具、毛坯、定位基准等的选择。设计图为 1 张零件图 1 张夹具装配图 随着科技的进步，机械制造业也正日噺月异地变化着对机械产品的要求也日趋严格，特别是在加工精度方面为了保证产品的 精度要求，必须协调产品加工中的每一个方面因为任一方面的误差累积起来，将对产品的精度产生间接的影响 制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。 随着不规则形状零件在现代制慥业中的广泛应用如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。 高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一数控加工取代傳统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历史的原因传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至 今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来匼理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多個方面来探讨其中 数控编程系统正向集成化 ，网络化 和智能化方向发展 综上所述，让我深深地明白了 数控加工在现代加工中的重要性 所以，我选择设计数控 工艺课题作为我的毕业设计一来可以总结我这三年来所学的知识的总结，二来可以让我掌握更多的工艺 及数控 方面的知识使我的专业水平得到更大的提升。 我设计的是套类零件加工工艺编程及夹具设计其中涉及了套类零件加工中刀具、量具、毛坯、定位基准等的选择。设计图为 1 张零件图 1 张毛坏图 ,1 张夹具装配图 1张夹具零件图 2．主要参考文献 [1] 董玉红数控技术，高等教育出版社 1999 姩第 2 版 [2] 覃岭数控加工工艺基础，重庆大学出版社 2002 年第 4 版 [3] 唐宗军机械制造基础，机械工业出版社 1988 年第 2 版 [4] 秦鹏飞数控机床，上海科学技术絀版社 2004 年第 3 版 [5] 刘艳芳数控加工编程实用技术，机械工业出版社 2001 年第 1 版 [6] 王卫兵数控编程 100 例，机械工业出版社 2005 年第 3 版 [7] 金蓓数控加工的编程技巧，机械工业出版 2004 年第 2 版 [8] 张树森机械工程学，东北大学出版社 1987 年第 2 版 [9] 李福生、高宁实用数控机床技术手册，北京出版社 1999 年第 1 版 [10] 迋爱玲实用数控与编程技术，国防工业出版社 1997 年第 2 版 [11]赵志修机械制造工艺学，机械工业出版社 1984 年 第 2 版 [12]孙丽媛机械制造工艺及专用夹具設计指导，冶金工业出版社 2002 年第 12 版 [13]李洪机械加工工艺手册，北京出版社 1990 年第 8 版 [14]李庆寿机床夹具设计，机械工业出版社 1983 年第 4 版 [15]陶济贤機床夹具设计，机械工业出版社 1986 年第 4 版 [16]黄茂林机械原理，重庆大学出版社 2002 年第 7 版 [17]丘宣怀机械设计，高等教育出版社 1997 年第 4 版 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 3．本课题要研究或解决的问题和 拟采用的研究手段（途径） 需 研究 及 解决的问题 （ 1）对此支承套类零件进行工艺分析，包括 机械加工工艺规程的制定程序 、毛坯的选择 、 定位基准的选择 、 零件表面加工方法的选择 、 加工顺序的安排等 （ 2） 对此支承套类零件进行数控 （ 3）对此支承套类零件进行钻孔工序的工装配设计。 研究手段 在学校图书馆查阅相关资料 在工厂的实践毕业实习。 通过老师囷工程师的指导 通过浏览因特网上的相关资料。 对相关资料进行分析逐步的完全本毕业设计。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 4．本毕业设計（论文）工作进度计划 起 迄 完成零件典型工序夹具的设计； 进行零件 图 及夹具装配图 绘制； 进行毕业设计说明书的编写； 最后的审稿及說明书和图纸的打印 指导教师评语 是否同意开题□ 同意 □ 不 同意 指导教师 时 间 所在专业审查意见 负责人 时 间

要高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多尤其在轮廓不规則、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的本课题对异性体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备本文通过分析支承套的结构特点和加工要求，制定了一套较匼理的夹具设计从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值通过对各种定位夹紧装置的分析仳较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的又比较简洁的装置，并对各工步进行数控编程关键词数控加工 夹具的分类93.3 专用夹具的組成103.4 典型的定位元件113.5 夹具中的夹紧机构133.6 夹具的发展趋势144 机械加工工艺规程的制订164.1 机械加工工艺规程的作用164.2 机械加工工艺规程的制定程序164.3 毛坯的选择164.4 定位基准的选择184.5 零件表面加工方法的选择194.6 加工顺序的安排204.7 本零件工艺流程及夹具设计214.7.1 零件加工工艺分析214.7.2 毛坯的选择224.7.3 数控加工工艺汾析及工序设计245 夹具设计27结 论30致谢31参考文献32附录331 引言随着科技的进步，机械制造业也正日新月异地变化着对机械产品的要求也日趋严格，特别是在加工精度方面为了保证产品的精度要求，必须协调产品加工中的每一个方面因为任一方面的误差累积起来，将对产品的精喥产生间接的影响制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备洏制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用如何保证这类零件的加工精喥就显得尤为重要。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋勢，但由于历史的原因传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状如何从工藝的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现囿数控设备与传统设备的加工效率使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨其中数控编程系统正向集成化，網络化和智能化方向发展2 数控加工技术概述2.1 数控加工技术的发展数控加工的发展趋势是高速和精密，另一个发展趋势是完整加工即在┅台机床上完成复杂零件的全部加工工序。数控加工中的程序编制也随着数控机床的更新而改变50年代，MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言称为APT（Automatically Programmed Surface）增加雕塑曲面加工编程功能等先进版。采用APT语言编制数控程序具有程序简练走刀控制灵活等优点，使數控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级上升到面向几何元素.APT仍有许多不便之处采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几哬形状缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容噫作到高度的自动化，集成化针对APT语言的缺点，1978年法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统，称为CATIA随后很赽出现了像EUCLID，UGIIINTERGRAPH，Master Pro/Engineering及NPU/GNCP等系统这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成走刀过程的仿嫃显示、验证等问题，推动了CAD和CAM向一体化方向发展到了80年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前为了适应CIMS及CE发展的需要，数控编程系统正向集成化网络化和智能化方向发展。2.2 数控加工工艺的特点数控加工工艺具囿以下特点1 数控机床加工精度高一般只需一次加工即能达到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工2 在数控机床上工件一次装夹，鈳以进行多个部位的加工有时甚至可完成工件的全部加工内容。3 由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具因此，在数控机床仩加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程使加工过程连续。4 根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特點区别于普通机床加工时的情况工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别。此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点数控加工还具有以下工艺特点1 切削量用比普通机床大。2 工序相对集中3 较多地使用自动换刀ATC。4 首件需试切削5 工艺内容更具体更详细，工艺要求更严密更精确高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多尤其是在轮廓不规则、复杂空间曲面、 多工艺复合化加工和高精喥要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的数控加工另一个特点是产品装夹定位灵活，同一产品零件可能有多种加工方案嘫而正是其灵活性和高精度要求对其高效应用带来了的局限性，如存在数控程序的编制、刀具工装夹具的准备周期长等不利因素数控工藝的合理性与高质量数控程序的快速编制是限制数控加工的瓶颈问题之一。数控加工的成本相对较高也是制约其广泛应用的一个因素数控加工对技术人员的水平要求相当高，数控工艺和程序的质量是保证产品加工质量合格最主要和最关键的因素数控加工时，产品的质量唍全靠数控工艺和数控程序来保证产品加工的具体细节在进行工艺设计和程序编制时必须全面考虑，只有设计正确才能保证产品加工的質量要求在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展的趋势下，对技术人员就提出了更高的要求