夹紧块零件的工艺编程与夹具设计Word格式.docx

1、工序简单，易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如：（1） 金属型制造成本高；（2） 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷; （3） 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。夹紧块零件的形状和重量大小、生产批量都适合金属模铸造，采用金属型铸造锻炼的毛坯，切削加工量很小，节省加工工时成本，但一次性模具投入成本高，如果确信连续几年都有订单，可以考虑这种毛坯形式。二、消失模铸造消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组

2、合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5m；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工时间。为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。无传统铸造中的砂芯。因此不会出现传统砂型铸

3、造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。降低投资和生产成本，减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。与金属型铸造相比，没有模具成本，但机械性能稍差。消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量越大,经济效益越可观。2.铸件材质 其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁-非铁合金-普通碳素钢-球墨铸铁-低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。3.铸件大小主要考虑相应设备的使用范围（

4、如振实台，砂箱）。4.铸件结构 铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。1.3.2工业铝型材工业铝型材表面经过氧化后，外观非常漂亮，且耐脏，一旦涂上油污非常容易清洗，组装成产品时，根据不同的承重采用不同规格的型材，并采用配套铝型材配件，不需要焊接，较环保，而且安装、拆卸，轻巧便于携带、搬移极为方便。工业铝型材大多是根据用户已有需求来开发的，有些行业开发能力很强,如轨道车辆制造业、汽车制造业等，但有些小行业缺乏自身开发能力，或还未意识到可用工业铝型材取代现用的材料，这就需要生产企业协助用户去

5、开发代用的工业铝型材，要做到这一点，就需要走出去对各行各业的用材作详细的调查，找出适合用铝型材来取代的用材，通过这些开发，可扩大工业铝型材需求的市场，特别是大型工业的开发，增加市场需量可减轻在建的大型、特大型挤压线建成后所面临的激烈竞争局面。提高工业铝型材的整体生产技术。工业铝型大多对材质、性能、尺寸公差等都有较严格的要求，工业铝型材的利润虽然较之建筑铝型材高，但其生产难度也相对较大，技术要求也较高，特别是复杂的扁宽薄壁的大型工业铝型材的生产技术，与国外还有较大的差距。需要进一步努力提高技术水平，只有整体技术水平提高了，我国工业铝型材才能在国际竞争中处于有利的位置，为开辟国外市场、参与国际竞争

6、创造条件。随着工业铝型材行业的不断发展越来越多的企业应用到了工业铝型材的行业中，其中也有一批企业的迅速发展得到广泛的关注比如天津、上海两地的工业铝型材企业都是国内专业生产工业铝型材的重点地区。具备模具设计开发、铝材挤压生产、工业框架及流水线、输送线设备开发安装、铝制品深加工等非标工业铝型材产品。经过多年的开发我们已拥有完善的铝型材结构安装配件。各种配件设计合理,可以最大限度的提高铝型材框架的组装效率,降低客户的成本各类精密机械加工设备,可以提供铝型材结构框架的设计,加工和组装的一站式服务区。近几年来，中国铝加工业紧密结合市场和科学发展的需求，使传统铝加工材已经逐步完成了向现代化铝加工材的转变，

7、因此中国铝加工材品种已发生了巨大变化。中国铝加工材的重要特点是向高性能、高精度、节能、环保方向发展，许多产品已成为国内外知名品牌，在国内外市场上享有盛誉；产品质量稳步提高，产品标准水平已处于国际先进行列，各主要铝材生产厂家除按国家标准生产外，均能直接接受按世界先进国家标准要求的订货。这表明我国铝加工材生产已进一步国际化，而且为满足国民经济和科学技术对高精尖铝材的多方面需求，各主要铝加工企业还相应制定了许多内部供货技术标准。我国铝资源丰富，铝业发展很快。各种截面形状的工业铝型材，广泛用于制造各种轻型设备的基础框架等。与传统的型钢焊接结构相比，铝合金型材框架造价低、生产周期短、用标准件组装方便、无

8、需机械加工、而且不变形、精度高，而且无需表面处理，低碳环保。近几年，定制专业铝合金型材加工机械零件得到广泛应用。 上图所示的铝型材毛坯，精度高，切削加工量小，但需要综合考虑模具成本、型材加工成本等。1.3.3 精轧铝合金板材 当生产批量不够大时，采用精密铸造和拉制铝型材的模具成本相对较高，应考虑采用精轧铝合金板材。对于夹紧块零件，采用20mm厚的精轧铝合金板材作为毛坯，零件的两个大面可以不留余量，节省材料和切削加工工时费。 从机械性能的角度考虑，精密铸造、拉制铝型材和精轧铝板都能满足图纸要求。主要从成本角度考虑选择毛坯， 夹紧块零件年产量5000 件，综合考虑模具成本、材料成本和切削加工成本和

9、生产周期，选择精轧铝合金板材比较合适。1.4加工方法和机床的选择拟定一个零件的加工方案，即工艺规程，需要因地制宜，结合所使用的设备一并考虑。1.4.1 普通铣床、攻丝机和数控铣床相结合的工艺方案下料（132x46x20）划线在普通铣床粗、精加工上面（包括36宽槽和其余台阶面）在普通铣床粗、精加工下面（台阶面）平两端面在数控铣床，以36槽的侧面和底面定位，保证尺寸96和36对称和尺寸1.5，钻扩铰刀15孔打上面6xM4底孔攻丝机攻丝普通铣床铣削两端面，保证128尺寸打M4底孔攻丝检验。1.4.2四轴数控铣床、普通铣床和攻丝机相结合的工艺方案下料（148x46x20）在四轴铣床粗、精加工各面（包括

10、36宽槽和其余台阶面）中心钻打定位孔钻扩铰刀15孔打上面6xM4底孔攻丝机攻丝普通铣床铣削两端面，保证128尺寸打M4底孔攻丝检验。另外，15孔可以钻粗铣精铣。1.4.3机床的选择与传统机床相比，数控机床一些特点。1、具有高度柔性在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多夹具，不需要经常重新调整机床。因此，数控机床适用于所加工的零件频繁更换的场合，亦即适合单件，小批量产品的生产及新产品的开发，从而缩短了生产准备周期，节省了大量工艺装备的费用。2、加工精度高数控机床的加工精度一般可达0.050.1MM，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一脉冲信号，

11、则机床移动部件移动一具脉冲当量（一般为0.001MM），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿，因此，数控机床定位精度比较高。3、加工对象适应性强在数控机床上改变加工零件时，只需从新编制（更换）程序，输入新的程序就能实现对新的零件的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。4、生产效率高数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此，数控机床每一道工序都选用最有利的切削用量。由于数控机床的结构刚性好，因此允许进行大切削量的强力切削，这就提高了数控机床的切削功率，节省了机动时间。数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，故节

12、省了零件安装、调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间。5、自动化程度高、劳动强度低数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装卸工件、关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加上数控机床一般都具有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。6、良好的经济效益在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省了直接生产费用；使用数控机床加工零件一般不需要制作专

13、用夹具，节省了工艺装备费用；数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。多轴数控机床特点我们熟悉的数控机床有XYZ三个直线坐标轴，多轴指在一台机床上至少具备第4轴。通常所说的多轴数控加工是指4轴以上的数控加工，其中具有代表性的是5轴数控加工。多轴机床同时控制4个以上坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，工件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、镗、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。随着模具制造技术的迅速发展，对加工中心的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多轴数控加工技术得到了空前的发展。多轴数控机床的完整加工

14、大大缩短了生产过程链，而且由于只把加工任务交给一个工作岗位，不仅使生产管理和计划调度简化，而且透明度明显提高。工件越复杂，它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显。同时由于生产过程链的缩短，在制品数量必然减少，可以简化生产管理，从而降低了生产运作和管理的成本。随着数控技术的发展，多轴数控加工中心正在得到越来越为广泛的应用。它们的最大优点就是使原本复杂零件的加工变的容易了许多，并且缩短了加工周期，提高了表面的加工质量。产品质量的提高对产品性能要求提高，例如车灯模具：汽车大灯模具的精加工：用双转台五轴联动机床加工，由于大灯模具的特殊光学效果要求，用于反光的众多小曲面对加工的精度和光洁度都有非常高

15、的指标要求，特别是光洁度，几乎要求达到镜面效果。采用高速切削工艺装备及五轴联动机床用球铣刀切削出镜面的效果，就变得很容易，而过去的较为落后的加工工艺手段就几乎不可能实现。采用五轴联动机床加工模具可以很快的完成模具加工，交货快，更好的保证模具的加工质量，使模具加工变得更加容易，并且使模具修改变得容易。多轴数控加工技术正朝着高速、高精、复合、柔性和多功能方向发展，努力达到高质量、高效率的目标。我国多轴数控加工技术研究起步较晚，与发达国家的技术水平还有很大的差距。目前，多轴数控加工中心的关键部件如5轴头、数控系统、电动机，国内企业多采用进口，价格高，成本居高不下。为此，只有自力更生实现自主研发突破关

16、键技术，坚持走技术发展的道路，才能提高企业的利润空间。所以，夹紧块零件主要应用四轴数控铣床加工。1.5工艺路线的拟定1.5.1不同工艺路线的比较方案1、下料（148x46x20）在四轴铣床粗、精加工各面（包括36宽槽和其余台阶面）中心钻打定位孔钻扩铰刀15孔打上面6xM4底孔攻丝机攻丝普通铣床铣削两端面，保证128尺寸打M4底孔攻丝检验。方案2、下料（148x46x20）在四轴铣床粗、精加工各面（包括36宽槽和其余台阶面）钻粗铣精铣15孔打上面6xM4底孔攻丝机攻丝普通铣床铣削两端面，保证128尺寸打M4底孔攻丝检验。方案3、下料（148x46x20）在四轴铣床粗、精加工各面（包括36宽槽和其

17、余台阶面）粗铣精铣15孔打上面6xM4底孔攻丝机攻丝四轴铣床铣削两端面，保证128尺寸打M4底孔攻丝检验。三套方案的比较：1、两15孔公差0.018mm，为7级精度基准孔。一般情况下，采用“钻扩铰”，容易保证孔的尺寸精度和圆度要求；但是，两孔中心距96mm 公差为0.04mm，扩孔和铰孔不能修正中心距误差。本例，采用“粗铣精铣”的加工方法，能够同时保证两孔中心距和孔的尺寸精度，但注意孔的圆度误差，尤其靠近顶尖一端的孔。2、四轴加工工件刚度问题，随着毛坯余量的去除，工件越来越单薄，工件刚性下降。另外，顶尖与顶尖孔接触面积小，支撑刚度不足，容易产生让刀现象，造成零件尺寸误差，尤其两个15孔椭圆度超

18、差，因此需要改进以上方案。从新拟定方案：下料（132x46x20）在三轴铣床（按照下图所示位置）粗、精加工台阶面和两个15孔在四轴铣床使用专用夹具加工4面各个台阶、6xM4、2xM5 螺纹底孔攻丝机攻丝检验。1.5.2工艺过程卡和工序卡秦皇岛职业技术学院机械加工工艺过程卡产品型号Hnal-02导柱座共 1 页产品名称夹紧块第 1 页材料牌号铝6061毛坯种类板材毛坯尺寸132x46x20mm毛坯数量1备注一坯一件工序号名称工 序 内 容车间设备工艺装备（夹具，刀具）备料下料132x46x20mm金工双立柱座带锯床GZ4250虎钳 锯带2质检检验毛坯尺寸大小平台游标卡尺3粗、精铣各台阶面、孔15

19、台阶5mm，两孔中心距960.02，15+0.018；VMC1000立式加工中心精密平口钳，8立铣刀4游标卡尺、千分尺5其余4面各台阶，螺纹底孔按图纸要求进行粗、精加工；XKA470-2四轴铣床专用夹具、8立铣刀、中心钻、麻花钻3.36攻丝6xM4、2xM5攻丝机虎钳7钳去毛刺并倒角8检测工件是否合格9清洗，入库 机 械 加 工 工 序 卡 片共 2 张第 1张虎钳装夹，X Y单边，Z碰顶为零工序号名 称立式加工中心 名 称型 号VMC1000 硬 度（90100）HBW夹具名称，编号刀 具量 具辅 具规 格铣刀8150x0.02平口钳150技术要求工 时 定 额班 产量准备终结时间工作地点服

20、务时间基本时间辅助单件工步 号工步名称及内容刀具切 削 用 量刀具名称刀具长度刀具直径切深走刀量转速或双行程走刀速 度走 刀次 数粗加工两台阶面、两孔立铣刀50mm8mm1mm6mm3500r/min800mm/min10精加工两台阶面、两孔0.2mm编 制设 计审 核批 准描 图校 对第 2张专用夹具粗加工4面的各个台阶面精加工4面的各个台阶面打定位孔中心钻25mm4mm3mm2mm5000r/min200mm/min打M4、M5螺纹底孔麻花钻503.315第二章 数控加工编程2.1三轴数控铣床加工 毛坯采用20mm厚的精轧铝合金板材，厚度方向不留余量，其余四面均留有2mm余量，毛坯尺寸为1

21、32x46x20。采用精密平口钳加垫条装夹毛坯，编程原点设置在毛坯顶面的几何中心。采用8mm平端铣刀粗、精铣台阶面和孔2.1.1铣台阶面粗加工每刀吃深1mm，主轴转速3500转/分，进给量F800mm/分。精加工余量0.2mm，主轴转速和进给量不变。 粗加工选用“三轴曲面铣”中的“型腔铣”铣削台阶面。在“workpice”选择“工件”和“毛坯”。然后选择加工面。 需要调整每次吃刀深度1mm；范围深度5mm；走刀方式“跟随周边”；“深度优先”；切削顺序“向内”；步距是刀具直径的80%。2.1.2铣2x15+0.018 孔的粗加工采用“深度加工轮廓”选择工件，选择加工面，修改吃刀深度2mm。留加工

22、余量0.2mm。加工策略：“深度优先”。非切削参数中 “螺旋下刀”。复制得到精加工操作，只需修改切削余量为0，吃刀深度大于孔的深度1mm，即16mm，验证。2.2四轴铣床加工2.2.1粗、精加工4 个面的各个台阶面 选择曲面加工中的型腔铣，进入几何视图，加工坐标原点放在两孔中间，z轴朝上，x轴水平。如图所示。Workpice中选择工件、毛坯和夹具。进入型腔铣，选择加工面。步距75%，每刀吃深1mm，修改切削层21.5mm。层优先。刀轴方向默认ZM+，修改成制定矢量，两点定矢量。便于用4轴后处理时转位。 上图加工上面。加工右端面。上图加工下面。修改切削层到16mm。刀路延伸3mm，以免边缘留下小

23、块。 最后，加工左端面。 将4 个加工都选中，选择mill-5-axis后处理，单位：公制。打开G代码程序，查找A90、A180和A270， 说明是4轴程序。%N0010 G40 G17 G94 G90N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X-8.2053 Y-45.0012 A0.0 B0.0 S0 M03N0050 G43 Z40. H00N0060 Z22.N0070 G1 Z19. F250. M08N0080 X-3.7 Y-45.0014N0090 X-3.N0100 Y-64.N0220 G1 Y13.4638.N9430 X17

24、.7806 Y5.1246N9440 G2 X15. Y4. I-2.7806 J2.8754N9450 G1 X-5.N9460 G2 X-7.7806 Y5.1246 I0.0 J4.N9470 G1 X-10.6561 Y7.9052N9480 X-4. Y-.4N9490 Z1.N9500 G0 Z40.N9510 G0 Z76.N9520 X19.06 Y0.0 A90. B0.0 S0 M03N9530 Z68.N9540 G1 Z65. F250.N9550 X15.06N9560 Y-10.N9570 G2 X15. Y-10.06 I-.06 J0.0N9580 G1 X0.0N9590 G2 X-.06 Y-10. I0.0 J.06N9600 G1 Y10.N9610N9860 X11.06N9870 Y-6.06N9880 X3.94N9890 Y6.06N9900 X11.06N9910 Y0.0N9920 X19.06N9930 Z67.N9940 G0 Z