第一墻接頭機械加工工藝與機床夾具設計

1、江西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文）課題名稱 第一墻接頭機械加工工藝與機 床夾具設計 專 業(yè) 機械制造與自動化 班 級 學 生 姓 名 學 號 指 導 教 師 指導教師技術職稱 副 教 授 2010年 11 月 10 日江西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書學生姓名： 班級： 畢業(yè)設計（論文）題目：第一墻接頭機械加工工藝與機床夾具設計 畢業(yè)設計（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及技術要求： 原始資料(數(shù)據(jù))：零件工作圖 生產(chǎn)綱領：600 件/年 技術要求：分析零件結構工藝性、毛坯、材料及技術要求，保證零 件加工精度和技術要求； 分析、確定零件在鉆孔12H11時的定位與夾緊方法，設計定位組

2、合與結構，計算定位誤差； 確定鉆床夾具的結構和技術要求 畢業(yè)設計（論文）工作內(nèi)容及完成時間：1、 零件工作圖一張 2、 零件機械加工工藝規(guī)程一份 3、 加工孔12H11的鉆床夾具一套（裝配圖、三張零件圖） 4、 畢業(yè)設計論文一份 論文寫作起至時間：自 2010 年 11 月 10 日至 2011 年 5 月 30 日指導教師評閱成績： 指 導 教 師（簽名）： 日期： 畢業(yè)設計答辯成績： 答辯小組組長（簽名）： 日期： 第一墻接頭畢業(yè)設計論文作者:指導老師: (江西航空職業(yè)技術學院 機械制造與自動化專業(yè) 班）目錄前言4一零件分析5二第一墻接頭機械加工工藝及夾具設計三第一墻接頭零件圖及工藝設計四

3、零件加工五零件技術要求及加工精度的保證六兩種加工工藝方案的比較七致謝八.參考文獻30前言機械制造工藝技術與的現(xiàn)狀及發(fā)展：機械制造工藝技術是人類生產(chǎn)實踐中產(chǎn)生并不斷發(fā)展的。在20世紀70年代“剛性”生產(chǎn)模式下，通過大量使用專用夾具和工裝夾具提高生產(chǎn)效力和加工的自動化程度，進行單一或少品種的大批量生產(chǎn)，以“規(guī)模經(jīng)濟”實行降低成本和提高質(zhì)量目的。在20世紀80年代，較多的使用數(shù)控機床，機器人，揉性制造單元和系統(tǒng)等高技術的集成來滿足個性化和多樣化的要求，以滿足社會各群體的不同要求。從20世紀90年代開始，機械制造工藝技術向高精度，高效力，高自動化發(fā)展。精密加工精度已經(jīng)達到亞微米級，而超精密加工已經(jīng)進入

4、0.01m。進入21世紀是這個充滿競爭與機遇的時代，機械產(chǎn)品的呈現(xiàn)出多種品，更新快，生產(chǎn)周期短的特點。這就要求整個加工系統(tǒng)及機械制造技術向著柔性，高效，自動化，數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡化方向發(fā)展。由于成組技術理論的出現(xiàn)和計算機技術的發(fā)展，使得計算機輔助設計, 分析、制造（），計算機輔助工藝設計（CAPP）技術的普及與提高發(fā)生著根本變化，數(shù)控加工技術在制造業(yè)中得到了廣泛應用，從而大大縮短生產(chǎn)周期，提高了效力，保證了產(chǎn)品的高精度，高質(zhì)量。以至數(shù)控技術已經(jīng)成為衡量一個加工制造企業(yè)技術水平乃至一個國家工業(yè)水平的重要標志。而世界制造業(yè)的轉移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進入工業(yè)化發(fā)

5、展的高技術密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國家轉移。我國目前經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。我國機械制造業(yè)將面臨長期發(fā)展。論文在編寫、打印等方面得到得到設計指導老師和機械系各科任老師的的指導及大力支持，此外還查閱和參考了一些教材資料，在此表示衷心的感謝。由于編者水平有限，加之教材所涉及的理論知識與實際問題非常廣泛，且對飛機航空知識了解甚微，書中難免有不妥和錯誤之處，懇請老師批評指正.一零件分析第一墻接頭立體圖（飛機零件）1.飛機結構的一般要求及主要的結構材料第一墻接頭為軍用飛機上的零件，其對零件結構工藝性、毛坯、材料及技術要求，零件加工精度要求非常

6、嚴格；因此必須滿足以下的基本要求。 1.1飛機結構的一般要求與其它類型結構相比，飛機結構有其特殊性。首先，對重量特別敏感飛機本身的重量必須盡可能輕，以便多裝人員、貨物或裝備，因而對結構材料要求高；其次，飛機部件的尺寸大而剛度小有的飛機機翼長達幾十米，本身又是薄壁結構，易變形，即剛度小（剛度是指一個結構在受力的情況下抵抗變形的能力），因此飛機結構的精確度不易保證；還有，飛機零件的數(shù)量特別多，裝配工作量大大型飛機的零件有幾萬個之多，而鉚釘?shù)臄?shù)量就可達幾十萬，所以裝配特別費時。一般說來，飛機結構應滿足以下基本要求：氣動外形要求。當結構與氣動外形有關時，結構設計應使結構構造的外形能滿足規(guī)定的外形準確度

7、要求和表面質(zhì)量要求。這些要求主要與氣動阻力和升力特性有關。為了保證飛機在氣動上具有原定的良好穩(wěn)定性與操縱性，機翼、尾翼與機身不容許有過大的變形。有足夠的強度、剛度且重量要輕。結構設計應保證結構在承受各種規(guī)定的載荷狀態(tài)下，具有足夠的強度（所謂強度，是指結構或材料抵抗破壞的能力），不產(chǎn)生不能容許的殘余變形；具有足夠的剛度（所謂剛度，是指結構或材料抵抗變形的能力）與采取其他措施以避免出現(xiàn)不能容許的氣動彈性問題與振動問題；具有足夠的壽命等。即要求飛機構造滿足一定的剛度與強度要求，但剛度、強度太大又會導致結構重量過重，而重量太輕又會導致剛度、強度不夠。因而應該在滿足設計要求所規(guī)定的剛度、強度的前提下，重

8、量應該最輕，以便多載人員、貨物、油料，以提高飛行性能。因而，應選擇強度高而重量輕的材料來制造飛機的構件。抗疲勞破壞能力強。飛機有許多結構常處于交變載荷的作用下，容易產(chǎn)生疲勞破壞。因而結構應該有較好的抗疲勞破壞能力才能保證飛行安全。高的可靠性和生存力。在規(guī)定的時間和規(guī)定的條件下，結構能完成規(guī)定功能的能力稱為結構的可靠性。飛機的可靠性是無故障性、維修性、耐久性和儲存性的綜合指標。飛機的生存力是指被武器擊中后，能夠繼續(xù)飛行的能力(兩架“受傷”程度相同的飛機，如果一架還能繼續(xù)飛行，而另一架不能繼續(xù)飛行了，則前者較后者的生存力強)。使用維護要求。為了確保飛機的各個部分(包括裝在飛機內(nèi)的電子設備、燃油系統(tǒng)

9、等各個重要設備和系統(tǒng)以及主要結構)能安全可靠地工作，需要在規(guī)定的周期，檢查各個指定需要檢查的地方，如發(fā)現(xiàn)損傷，則需要進行修理或更換。對于軍民用飛機，則需要縮短維護及檢修工作的時間，以保證飛機隨時處于臨戰(zhàn)狀態(tài)或者重新起飛狀態(tài)。為了保證維護、檢修工作的高質(zhì)量、高速度進行，在結構上需要布置合理的分離面與各種開口。工藝性要求。要求飛機結構的工藝性要好，即加工要快、成本要低等。這些需結合機種、產(chǎn)量、需要迫切性與加工條件等綜合考慮。成本要求經(jīng)濟性要求。這里所說的成本，主要是指制造成本與運營成本(含與結構的維修有關的那部分)。如果從廣義上講，經(jīng)濟性要求還應包括設計成本。一般來說，以上各要求中，除氣動外形都要

10、保證外，對軍機而言，重量要求是第一位的；對旅客機、運輸機則要同時考慮重量和經(jīng)濟性。而經(jīng)濟性要求實質(zhì)上和重量、使用維護及工藝要求均密切相關。重量要求之所以是飛機結構設計的主要要求，是因為對軍機而言，重量與性能密切相關，減重對軍機十分重要；對旅客機、運輸機而言，重量與經(jīng)濟效益直接相關。由于現(xiàn)代旅客機使用壽命長(一般可達60000 飛行小時以上)，因此減輕結構重量意味著可增加商載（即旅客、貨物、郵件等重量），在使用壽命期內(nèi)增加的經(jīng)濟效益將是十分可觀的。1.2 主要的結構材料為了減輕結構重量，除了采用合理的結構形式以外，最有效的方法是選用強度、剛度大而質(zhì)量輕的材料。同時，應根據(jù)不同的飛行條件和工作環(huán)境

11、，要求材料有一定的耐高溫和抗低溫性能；要有良好的耐老化和抗腐蝕能力；要有良好的抗疲勞性能等。此外，還要求材料應具有良好的加工性能；采用的材料要資源豐富、價格低廉。 一般純金屬的機械性能都不太好，只有加入一種或幾種金屬元素后所形成的合金才具有良好的機械性能。鋁合金。鋁合金除保持了純鋁的優(yōu)點(如比重小、塑性高、抗腐蝕、導熱及導電性良好)以外，還具有良好的機械性能、物理性能和工藝性能。大多數(shù)變形鋁合金都易進行切削、壓力加工成形。鑄造鋁合金則可用砂型、金屬型、壓力鑄造等方法成形。一般來講鋁合金由于具有接近鈦合金、結構鋼的比強度、高的比剛度性能以及工藝性能優(yōu)良、成形方便、成本低廉等其他合金所不能比擬的優(yōu)

12、點，所以，鋁合金是飛機的主要結構材料(約占60%90%)。鎂合金。在現(xiàn)有的工程用金屬中，鎂合金的密度最小，約為1.8 g/cm3，約為鋁的64%，鋼的32%，因而被廣泛用作航空材料。雖然鎂合金的強度、彈性模量比鋁合金、合金鋼低，但其比強度、比彈性模量卻大致相同。更由于截面的慣性矩隨其厚度的立方比增加，故用鎂合金制造剛性好的航空零件十分適宜。鎂合金很輕，具有良好的機械加工性，可廣泛應用于飛機的非主要受力構件上，還可以用來制造起落架上的剎車輪轂。另外，由于鎂合金對石油和堿類物質(zhì)有抗腐蝕性，可以用來做油管和油箱的零件。合金鋼。鋼具有較高的比強度，性能穩(wěn)定、工藝簡單、成本低廉，是制造承受大載荷的接頭、

13、起落架和主梁等飛機構件的最合適的結構材料。航空發(fā)動機中的很多重要零件如壓氣機軸、渦輪軸和各種齒輪也要用高強度鋼或滲碳鋼制造。超音速飛機(M3)的受力框架等重要零件因在一定的溫度場中工作，必須采用中溫超高強度鋼。 很多航空零部件都要求材料具有良好的抗腐蝕性能和優(yōu)良的高低溫綜合機械性能。種類繁多的不銹鋼正好能滿足這些要求，例如馬氏體不銹鋼用來制造壓氣機葉片、壓氣機盤、發(fā)動機機匣、環(huán)形件和大型殼體等。奧氏體不銹鋼廣泛用來制造各種導管和儀表零件。因此不銹鋼和結構鋼在航空制造業(yè)中占有很重要的地位。 鈦合金。鈦的密度小(4.5 g/cm3)，但其強度卻接近于鋼。用鈦合金制造的飛機結構可以明顯的減輕結構重量

14、。此外，鈦合金具有良好的抗腐蝕性及超低溫性能。鈦合金的主要缺點是加工成形比較困難，成本也較高。復合材料。復合材料是由兩種或多種材料復合而成的多相材料。復合材料中起增強作用的材料稱為增強體，起粘結作用的材料稱為基體。一般的增強體主要有碳纖維、石墨纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、硼纖維等高強度的纖維；基體材料一般采用具有柔韌型的樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等，另外還有鋁合金或鈦合金等。復合材料具有優(yōu)異的性能，其密度低，強度和剛度高，抗疲勞性能、減震性能等較好，而且可以對其力學性能進行設計，因而在航空航天結構上采用的越來越多?；げ牧?。除了以上主要工程材料外，在航空結構中還采用了種類繁多的化工材料。例如

15、用于連接不同部件的膠粘劑，用于制造座艙密封蓋的聚碳酸脂玻璃，用于制作航空輪胎的各種橡膠，還有為了防腐蝕甚至增加隱身性能的涂料等?？傊?，飛行器的發(fā)展，所采用的各種材料的品種都在不斷發(fā)展，越來越發(fā)揮著重要的作用。二第一墻接頭機械加工工藝及夾具設計1.基本要求：夾具應能保證在機床上定向安裝，以保證零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系的方向一致，還要求協(xié)調(diào)零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系。夾具應盡可能開敞，夾緊元件與加工面間應有一定的安全距離，且夾緊元件因盡可能低；夾具的剛性與穩(wěn)定性要好，在加工過程中盡量不要更換夾緊點。2.選用原則：批量很小時，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾具；小

16、批量或成批生產(chǎn)時，可考慮專用夾具，但應力求簡單；批量較大時，可采用氣動、液動夾具或多工位夾具。工件裝夾方法的確定1定位的概念本門課研究的是專用夾具，定位就專門研究工件在專用夾具中的定位，而專用夾具加工的是一批工件，所以定位就專門研究一批工件在專用夾具中的定位。由工藝課中所講定位的概念來分析：定位：工件加工前，在機床或夾具中占據(jù)某一正確加工位置的過程。 工件加工前，在夾具中占據(jù)某一正確加工位置的過程 指一批工件先后裝到夾具中，都能占據(jù)一致正確加工位置的過程。一致在坐標系中就是確定 定 位：工件加工前，在夾具中占據(jù)“確定”、“正確”加工位置的過程。怎樣才算“確定”、“正確”，是本章要講的主要內(nèi)容。

17、2基準的概念 基 準：零件上用以確定其它點、線、面位置所依據(jù)的要素(點、線、面)。 設計基準：在零件圖上用以確定點、線、面位置的基準。由產(chǎn)品設計人員確定。 工序基準：工序圖上用以確定被加工表面位置的基準。查找：首先找到加工面，確定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基準。見圖2.1所示鍵槽為加工面，h、L、為三個方向的工序尺寸，三個方向上的中心線為工序基準。工序基準由工藝人員確定。 定位基準：確定工件在夾具中位置的基準，即與夾具定位元件接觸的工件上的點、線、面。當接觸的工件上的點、線、面為回轉面、對稱面時，稱回轉面、對稱面為定位基面，其回轉面、對稱面的中心線稱定位基準

18、。定位基準由工藝人員確定，是工序圖上標“”所示的基準（定位基準的標注形式見附表1）。(5)對刀基準：確定刀具相對夾具（工件）位置的夾具上的基準，一般選與工件定位基準重合的夾具定位元件上的要素為對刀基準。3工件尺寸精度獲得的方法 試切法：試切測量調(diào)刀，反復進行，達到要求，工件單件加工時用。 定尺寸刀具法：由刀具尺寸確定加工要素尺寸 調(diào)整法：事先調(diào)整好刀具與工件(夾具)的相對位置，在加工一批工件過程中，刀具位置不變。本門課中涉及尺寸精度獲得的方法一般視為調(diào)整法。 自動控制法：通過自動控制機床、刀具的運動，達到尺寸精度的方法。4工件的自由度：工件空間位置不確定性的數(shù)目。見圖2.2所示，工件有六個自由

19、度，表示為： 5、定位付：把工件定位基面(準)和夾具定位元件工作面合稱定位付，二者重合，稱定位付設計、制造準確，反之稱設計、制造不準確。4.6 專用夾具設計方法 前面我們分析了工件的裝夾要求，本節(jié)重點討論設計夾具的基本步驟、夾具總裝圖上尺寸、公差配合和技術要求的標注以及夾具結構工藝性問題。 一、機床夾具設計要求1保證工件加工的各項技術要求要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導向方式，合理制定夾具的技術要求，必要時要進行誤差分析與計算。2具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本為提高生產(chǎn)效率，應盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具，但結構應盡量簡單，造價要低廉。3盡量選用標準化零部件盡量選用

20、標準夾具元件和標準件，這樣可以縮短夾具的設計制造周期，提高夾具設計質(zhì)量和降低夾具制造成本。4夾具操作方便安全、省力為便于操作，操作手柄一般應放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應有足夠的活動空間；為減輕工人勞動強度，在條件允許的情況下，應盡量采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置。5夾具應具有良好的結構工藝性所設計的夾具應便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修。 4.6.1 設計步驟與方法 （1）研究原始資料明確設計任務 為明確設計任務，首先應分析研究工件的結構特點、材料、生產(chǎn)類型和本工序加工的技術要求以及前后工序的聯(lián)系；然后了解加工所用設備、輔助工具中與設計夾具有關的技術性能

21、和規(guī)格；了解工具車間的技術水平等。 （2）確定夾具的結構方案，繪制結構草圖 擬定夾具的結構方案時，主要解決如下問題： 1)根據(jù)六點定則確定工件的定位方式，并設計相應的定位裝置； 2)確定刀具的對刀或引導方法，并設計對刀裝置或引導元件； 3)確定工件的夾緊方式和夾緊裝置； 4)確定其它元件或裝置的結構型式，如定位鍵，分度裝置等； 5)考慮各種裝置、元件的布局，確定夾具體和總體結構。 （3）繪制夾具總裝圖 夾具總裝圖應遵循國家標準繪制，圖形比例盡量取1：1。夾具總裝圖必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和構造，以及各種裝置或元件之間的位置關系和裝配關系。主視圖應選取操作者的實際工作位置。 繪制總裝圖

22、的順序是：先用雙點劃線繪出工件的主要部分及輪廓外形，并顯示出加工余量；工件視為透明體，盡量清楚表明夾具的定位原理及各元件間的位置關系。然后按照工件的形狀及位置依次繪出定位、導向、夾緊及其它元件或裝置的具體結構；最后繪制夾具體。 夾具總裝圖上應標出夾具名稱、零件編號，填寫零件明細表、標題欄等。 （4）繪制夾具零件圖 夾具中的非標準零件都必須繪制零件圖。在確定這些零件的尺寸、公差或技術要求時，應注意使其滿足夾具總裝圖的要求。 4.6.2 夾具有關尺寸標注和技術要求的制訂 在夾具總裝圖上標注尺寸和技術要求的目的是為了方便繪制零件圖、裝配和檢驗。應有選擇地標注以下內(nèi)容。 （1）夾具的尺寸要求標注 1)

23、夾具的外形輪廓尺寸； 2)與夾具定位元件、引導元件以及夾具安裝基面有關的配合尺寸、位置尺寸及公差； 3)夾具定位元件與工件的配合尺寸； 4)夾具引導元件與刀具的配合尺寸； 5)夾具與機床的聯(lián)結尺寸及配合尺寸； 6)其它主要配合尺寸； （2）夾具的有關形狀、位置精度要求標注 1)定位元件間的位置精度要求； 2)定位元件與夾具安裝面之間的相互位置精度要求； 3)定位元件與對刀引導元件之間的相互位置精度要求； 4)引導元件之間的相互位置精度要求； 5)定位元件或引導元件對夾具找正基面的位置精度要求； 6)與保證夾具裝配精度有關的或與檢驗方法有關的特殊的技術要求。 （3）夾具的有關尺寸公差和形位公差標

24、注 夾具的有關尺寸公差和形位公差通常取工件上相應公差的 1512。當工序尺寸公差是未注公差時，夾具上的尺寸公差取為01mm(或10)，或根據(jù)具體情況確定；當加工表面未提出位置精度要求時，夾具上相應的公差一般不超過（0.0020.005）。 在具體選用時，要結合生產(chǎn)類型、工件的加工精度等因素綜合考慮。對于生產(chǎn)批量較大、夾具結構較復雜，而加工精度要求又較高的情況，夾具公差值可取得小些。這樣，雖然夾具制造較困難，成本較高，但可以延長夾具的壽命，并可靠保證工件的加工精度，因此是經(jīng)濟合理的；對于批量不大的生產(chǎn)，則在保證加工精度的前提下，可使夾具的公差取得大些，以便于制造。設計時可查閱機床夾具設計手冊作參

25、考。另外，為便于保證工件的加工精度，在確定夾具的距離尺寸時，基本尺寸應為工件相應尺寸的平均值。極限偏差一般應采用雙向對稱分布。 （4）與工件的加工精度要求無直接聯(lián)系的夾具尺寸公差 與工件的加工精度要求無直接聯(lián)系的夾具尺寸公差，如定位元件與夾具體、導向元件與襯套、鏜套與鏜桿的配合等，一般可根據(jù)元件在夾具中的功用憑經(jīng)驗或根據(jù)公差配合國家標準來確定。設計時，還可參閱機床夾具設計手冊等資料。由于第一墻接頭的12H11定位孔需用立式鉆床加工，所以需要選擇合適的鉆床夾具定位裝夾加工。二、鉆床夾具 鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）（一） 鉆床夾具的

26、主要類型1、固定式：夾具與機床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等2、 回轉式：用于同一圓周上的孔系加工。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉三種基本型式。3、移動式：鉆模移動，用于加工同一表面上的多個孔中小型工件4、 翻轉式：鉆模板轉動一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉點力， 5、蓋板式：沒有夾具體，模板蓋在工件上加工6、滑柱式：升降鉆模板的通用可調(diào)夾具（二）鉆床夾具設計要點1、鉆模類型選擇 鉆模類型多，在設計時，要根據(jù)工件的形狀、重量、加工要求和批量來選型：（1）被鉆孔徑10mm，或加工精度較高時，宜用固定鉆模（2）不同表面上的孔，總G100N，中、小型工件，宜用翻轉鉆模（3）當分布在不同

27、心圓周上的孔系，總G150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時用立鉆多軸加工。（4）垂直度與孔間距要求不高時，用滑柱式鉆模。（5）若加工大件上的小孔時，宜用蓋式鉆模。2、 鉆套的選擇與設計 （1）鉆套的選擇鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結構尺寸已標準化1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結構簡單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。 2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結構與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適

28、用于加工多，更換不同孔經(jīng)的鉆套。 上述鉆套標準化。4）特殊鉆套：適用于工件結構形狀和被加工孔的位置特殊 性，標準鉆套不滿足時用的鉆套。 加長鉆套 斜面鉆套 小孔距鉆套 可定位、夾緊鉆套 （2）鉆套的尺寸、公差配合的選擇鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導刀具的最大極限尺寸1） 鉆套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴孔鉆，鉸刀是標準化定尺寸刀具，所以內(nèi)徑刀與刀具按基軸制選。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用時咬孔或長使一般根據(jù)刀具精度選套孔的公差：鉆（擴孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導的是刀具導柱部分不是切削部分，可按孔制選?。篐7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。2）鉆套高度H：H=（13）D 斜

29、孔 H=（46）DH過長，磨損嚴重3）排屑空間：h措鉆套底部與工件表面之間的空間。h過大要引偏，過小不能排屑.鑄鐵：S=（0.30.7）D 小孔取小值鋼： S=(0.71.5) D 大孔取大值斜孔：S=（00.2）D 4）材料：性能要求：高硬度，耐磨 常用材料：T10A T12A CrMn 或20滲碳淬火 D10mm CrMn D25mm T10A T12A HRC5864 D25mm 20滲碳淬火 HRC5864（3）鉆模板的設計1）鉆模板類型鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常見的有如下幾種類型：A固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架是用固定方法相連接，一般采用兩個

30、圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結構也可采用整體的鑄造或焊接結構。B鉸鏈式鉆模板： 當鉆模板妨礙工件裝卸等工作時，可用活動鉸鏈把鉆模板與夾具體相連接。C可卸式鉆模板D懸掛式鉆模板： 在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行平行孔系加工時，所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機床主軸往復移動。這種鉆模板簡稱為懸掛式鉆模板。2）設計特點A鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應有定夠的精度B剛性一定要好，不能太厚、太重、不承受夾具反力C穩(wěn)定性能好（4）導向誤差分析用鉆模加工時，被加工孔的位置精度主要受定位誤差D和導向誤差T的影響。鉆模上的導向裝置對定位元件的位置不準確，將導致刀具位置發(fā)生變化，由此而造成

31、的加工尺寸誤差T即為導向誤差。主要包括：鉆模板底孔軸線至定位元件的尺寸公差；e1一快換鉆套內(nèi)、外圓的同軸度公差；e2：襯套內(nèi)、外圓的同軸度公差；X1：快換鉆套和襯套的最大配合間隙。X2：刀具（引導部位）與鉆套的最大配合間隙。X3：刀具在鉆套中的偏斜量，這引些誤差以隨機誤差變量按概率法合成：第一墻接頭的夾具選擇 根據(jù)第一墻接頭的零件分析，綜合考慮選擇滑套式鉆模加工12H11的定位孔較合適。第一墻接頭工程圖2.2數(shù)控加工工藝設計基礎數(shù)控工藝的設計是進行數(shù)控加工的前期準備工作，是程序編制的依據(jù)。數(shù)控銑削加工工藝制訂的合理與否，直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。設計數(shù)控工藝時，必須考慮周全，

32、否則可能事倍功半，并造成不必要的損失。2.2.1數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容l 選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容；l 零件圖紙的數(shù)控工藝性分析，明確加工內(nèi)容和技術要求；l 數(shù)控加工的加工工藝路線設計；l 數(shù)控加工的工序設計，選擇刀具、夾具及切削用量；l 處理特殊的工藝問題，如對刀點、換刀點確定，加工路線確定，刀具補償，分配加工誤差等。l 數(shù)控加工技術文件的編寫。2.2.2數(shù)控加工內(nèi)容的選定當選擇并決定某個零件進行數(shù)控加工后，并不等于要把它所有的加工內(nèi)容都由數(shù)控完成，而可能只是其中的一部分內(nèi)容進行數(shù)控加工。選定數(shù)控加工內(nèi)容的出發(fā)點：解決加工難題、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。在選擇時一般按如下順序考慮：l 通用

33、機床無法加工的內(nèi)容作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容；l 通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應作為重點選擇內(nèi)容；l 通用機床加工效率低，手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床存在富余能力的基礎上進行選擇。一般來說，上述這些可加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率與綜合經(jīng)濟效益等方面都會等到明顯提高，相比之下，下列一些內(nèi)容則不宜選擇采用數(shù)控加工。l 需要通過較長時間占機調(diào)整的加工內(nèi)容，如：以毛坯的粗基準定位來加工第一個精基準的工序等。l 必須按專用工裝協(xié)調(diào)加工的孔及其它內(nèi)容。主要是采集編程用的數(shù)據(jù)有困難，協(xié)調(diào)效果也不一定理想,有“費力不討好”之感。l 按某些特定的制造依據(jù)（如樣板、樣件、模胎等）加工的型面

34、輪廓。取數(shù)據(jù)難，易與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度。l 不能在一次安裝中完成的其它零星部位，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工.此外在選擇和決定加工內(nèi)容時，也要考慮生產(chǎn)批量，生產(chǎn)周期，工序間周轉情況等。2.2.3數(shù)控加工工藝性分析(1)審查與分析零件圖紙中的尺寸標注是否適合數(shù)控加工的特點最適合數(shù)控加工的尺寸標注方法是以同一基準標注或坐標標注。便于編程和尺寸間的協(xié)調(diào)，在保持設計、工藝、檢驗基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便.由于數(shù)控加工精度重復定位精度都很高，不會因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此改動局部的分散式標注為同一基準標注或坐標式標注是完全可行的。(2)審

35、查與分析零件圖紙中構成輪廓的幾何要素是否充分以及能否加工。l 直線與圓弧、圓弧與圓弧的連接狀態(tài)是相切還是相交，以及能否成立；l 零件輪廓表面能否構建（加工）出來；l 輪廓表面所給條件是否便于數(shù)學處理與計算等。(3)審查與分析定位基準的可靠性。數(shù)控加工特別強調(diào)定位加工，尤其是正反兩面都采用數(shù)控加工的零件，以同一基準定位十分必要，否則很難保證兩次定位安裝加工后兩個面上的輪廓位置及尺寸協(xié)調(diào)。因此，最好采用零件上的孔或專門設置工藝結構作為定位基準。(4)分析零件的材料及熱處理狀態(tài)，確定工件的變形情況，并制定解決工藝措施。對圖紙的工藝性分析與審查，一般是在零件圖紙的設計和毛坯設計以后進行的，當要求根據(jù)數(shù)

36、控加工工藝的特點，對圖紙或毛坯進行較大的更改是比較困難的，所以一定要把重點放在零件圖紙或毛坯圖紙初步設計與設計定型之間的工藝性審查與分析上。編程人員不但要積極參與審查和做仔細地工作，還要與設計人員密切合作，并盡力說服他們在不損害零件使用特性的許可范圍內(nèi)，更多地滿足數(shù)控加工工藝的各種要求2.2.4加工方法選擇及加工方案的確定2.2.4.1機床的的選用在數(shù)控機床上加工零件,一般有以下兩種情況：l 一種是有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機床；l 另一種是已經(jīng)有了數(shù)控機床要選擇適合該機床加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素主要有毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀的復雜程度、尺寸大小、加工精度、

37、零件數(shù)量、熱處理要求等。數(shù)控機床的選用要滿足以下要求：l 保證加工零件的技術要求，能夠加工出合格的工件；l 有利于提高生產(chǎn)率；l 可以降低生產(chǎn)成本。3.2.4.2加工方法的選擇加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。1.外圓表面：加工方法主要是車削和磨削。2.內(nèi)孔表面：鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨孔以及光整加工等。3.平面：銑、刨、車（端面）、磨及拉削等。4.平面輪廓：數(shù)控銑削、線切割及磨削等。l 數(shù)控銑削加工適用于除淬火鋼以外的各種金屬;l 數(shù)控線切割加工可用于

38、各種金屬。l 對曲率半徑較小的內(nèi)輪廓，宜采用線切割；l 淬火后再加工的鋼件，宜采用線切割；l 零件切削層深度很大的工件，可考慮采用線切割。l 數(shù)控磨削適用于除有色金屬以外的各種金屬5.曲面輪廓：主要是數(shù)控銑削。多采用球狀銑刀，以“行切法”加工。根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求等通常采用二軸半聯(lián)動或三軸聯(lián)動。對精度和表面粗糙度要求高的曲面，當采用三軸聯(lián)動的“行切法“加工不能滿足要求時，可用模具銑刀，采用四坐標或五坐標聯(lián)動加工。表面加工方法的選擇，除了考慮加工質(zhì)量、零件的結構形狀和尺寸、零件的材料和硬度以及生產(chǎn)類型外，還要考慮到加工的經(jīng)濟性。在選擇加工方法時，應根據(jù)工件的精度要求選擇與經(jīng)濟精度相

39、適應的加工方法。2.3.數(shù)控加工的加工工藝路線設計數(shù)控加工的工藝路線僅僅是零件加工工藝過程中的數(shù)控加工部分，一般均穿插在零件加工的整個過程中。因此，在設計數(shù)控加工工藝路線時，一定要考慮周全，使之與整個工藝路線協(xié)調(diào)吻合。在數(shù)控工藝路線設計中主要應注意以下問題：2.3.1.工序的劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序應比較集中，在一次裝夾中應盡可能完成大部分工序，首先應根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機床上完成整個零件的加工工作。若不能，則應選擇哪一部分零件表面需用數(shù)控機床加工，即對零件進行工序劃分。一般工序劃分有以下幾種方式：l 按所用刀具劃分工序。即以同一把刀具完成的哪一部分工藝過程為一

40、道工具。目的：減少安裝次數(shù)，提高加工精度；減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，提高加工效率。適用于工件的待加工表面較多，機床連續(xù)工作時間過長（如在一個工作班內(nèi)不能完成），加工程序的編制和檢查難度較大等情況。l 按安裝次數(shù)劃分工序即以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序.適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達到待檢狀態(tài)。 l 以粗、精加工劃分工序即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。適用于加工變形大，需要粗、精加工分開的零件，如薄壁件或毛坯為鑄件和鍛件，也適用于需要穿插熱處理的零件。l 以加工部位劃分工序。即完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序

41、。適用于加工表面多而復雜的零件，此時，可按其結構特點（如內(nèi)形、外形、曲面和平面）將加工劃為分幾個部分。2.3.2.工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往采用不同刀具和切削用量，對不同表面進行加工。為了便于分析和描述復雜的工序，在工序內(nèi)又細分為工步。以加工中心為例說明工步劃分的原則。l 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，整個加工表面按先粗后精分開進行。l 對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，以提高孔的加工精度。因銑削時切削力較大，工件易發(fā)生變形，先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，可減少由變形而引起的對孔精度的影響。l 某些機床的工作臺回轉時間比換刀

42、時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率?？傊?，工序與工步的劃分要根據(jù)零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。2.3.3.加工順序的安排順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀態(tài)，定位安裝與夾緊的要求來考慮,重點是不能破壞工件的剛性。順序安排的原則如下：上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊,中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮；先進行內(nèi)形、內(nèi)腔的加工，再進行外形的加工；以相同定位、夾緊方式或同一刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。2.3.4.數(shù)控工序與普通工序的銜接數(shù)控工序前后一般都穿插有其它普通工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾，最好

43、的辦法是相互建立狀態(tài)要求，如：要不要留加工余量，留多少；定位面、孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術要求；毛坯的熱處理狀態(tài)等。 目的是達到相互能滿足加工需要，且質(zhì)量目標及技術要求明確，交接驗收有依據(jù)。關于手續(xù)問題，如果在同一車間，可由編程人員與主管該零件的工藝員共同協(xié)商確定，在制訂工序工藝文件中互相會簽，共同負責；如不是同一車間，則應使用交接狀態(tài)表進行規(guī)定，共同會簽，然后反映在工藝規(guī)程中。2.4.數(shù)控加工工序的設計主要任務是將本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工裝、刀具、定位夾緊方式及刀具運動軌跡等具體確定下來，為程序編制做好充分準備。2.4.1.確定走刀路線和工步順序走刀路線是刀具刀位點在整個

44、加工工序中的運動軌跡，它不但包含了工步的內(nèi)容，也反映了工步的順序。走刀路線確定原則：尋求最短路徑，減少空刀時間以提高加工效率；為保證加工精度和粗糙度要求，應安排粗精加工，精加工輪廓應在一次走刀中連續(xù)加工出來。刀具切入、切出工件時最好沿切線方向進行，以避免在工件表面形成接刀痕。應選擇對加工變形小的走刀路線，對薄板類零件應采用分層切削或對稱切削的走刀路線。使數(shù)值計算簡單，以減少編程運算量。2.4.2定位基準與夾緊方案的確定力求工藝、計算、編程的基準與設計基準重合；盡量減少裝夾次數(shù)，以提高形位精度；避免采用占機人工調(diào)整方式。4.1刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加

45、工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時通常考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉位刀片。在飛機第一墻接頭的加工中，粗加工時大面積去除大余量，為提高加工效率，可選擇大直徑刀具，留置的加工余量要均勻合理。精加工時使用小一點的刀具以減小切削阻力，減少零件變形，可使用剛性好，精度高，耐用的整體合金刀。我在第一墻接頭的加工中考慮到以

46、上一些因素，粗加工時我用的是直徑為20、底齒半徑為R5的立銑刀，而在精加工的行切中選用了直徑為16、底齒半徑為R3，直徑為10、底齒半徑為R5的立銑刀。以確保得到好的加工效果及表面質(zhì)量。此外，對所選擇的刀具，在使用前都需對刀具尺寸進行嚴格的測量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。 選擇刀具的基本要求：剛性好可采用大切削用量提高生產(chǎn)效率,另外當加工余量很不均勻時,可基本不用調(diào)整切削用量,或不需要采用分層切削。耐用度要高可避免因刀具磨損而影響加工精度，以及換刀操作。幾何參數(shù)合理、排屑性能好。4.2. 對刀點、工序起點、換刀點4.21對刀

47、點、工序起點、換刀點的設置工件裝夾方式在機床確定后，通過確定工件原點來確定了工件坐標系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。例如：某程序開始第一個程序段為N0010 G90 G00 X100 Z20 ，是指刀具快速移動到工件坐標下 X=100mm Z=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。 在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：）便于數(shù)值處理和簡化程序編制。 ）易于找

48、正并在加工過程中便于檢查。 ）引起的加工誤差小。1.對刀點對刀點就是刀具相對工件運動的起點，也稱程序起點。其作用是確定編程原點在工件上的位置，因此其位置必須與工件的定位基準有固定尺寸關聯(lián)。選擇原則：l 便于數(shù)學處理和程序編制；l 找正容易； l 對刀誤差小；l 退回對刀點便于檢測 ；l 工件裝夾方便。2.工序起點某工步走刀路線的起點。工序起點合理與否，直接影響本工步走刀路線的長短。工步走刀路線結束時，一般應回到工序起點，也可直接移動到下一工步工序起點或返回對刀點。3.換刀點換刀點是指加工中心在加工過程中自動換刀時刀具所處位置。為防止換刀時刀具和工件或夾具相撞，一般換刀點設在工件的外邊或機床上某

49、一固定位置。(1)換刀點是指加工中心在加工過程中自動換刀時刀具所處位置。(2)為防止換刀時刀具和工件或夾具相撞，一般換刀點設在工件的外邊或機床上某一固定位置。 (3)對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上。(4)實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點。4.2.3與刀具運動軌跡生成技術有關的概念 在生成刀具的運動軌跡中，刀具選擇的合理與否是至關重要的。它關系到零件加工精度和效率及刀具使用壽命。刀具應根據(jù)被加工零件的材料力學

50、性質(zhì)，幾何形狀，切削余量的大小以及單位現(xiàn)有的刀具種類和規(guī)格進行合理的選擇。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。 為了確保被加工零件的加工精度，必須根據(jù)實際加工要求，定義合理的加工容差值。該值表示實際切削軌跡偏離理論軌跡的量。有三種定義容差的方式可供編程人員選用。內(nèi)容差值、外容差值、同時指定內(nèi)、外容差值。 在數(shù)控加工中，切削間距的選擇是非常重要的，它關系到被加工零件的加工精度和費用。在實際數(shù)控編程加工中，可采用直接選擇切削間距和用殘留高度來

51、確定切削間距。殘留高度是指沿加工表面的法矢量方向上兩相鄰切削行之間波峰與波谷之間的高度差，它是直接表示加工精度的工藝參數(shù)。 走刀方式是生成刀具運動軌跡時，刀具運動軌跡的分布方式。切削方向是指在切削加工時刀具的運動方向。其選擇原則為：根據(jù)被加工零件表面的幾何形狀，在保證加工精度的前提下，使切削加工時間盡可能短，且在切削加工過程中，刀具受力平穩(wěn)。 1.進刀方式是加工零件前，刀具接近工件表面的運動方式；退刀方式是零件或零件區(qū)域加工結束后，刀具離開工件表面的運動方式。其進、退刀方式有如下幾種。（1）沿Z軸方向進行進進刀或退刀；（2）沿給定的矢量方向進行進刀或退刀；（3）沿曲面的切矢量方向進刀或退刀；（

52、4）沿曲面的法矢量方向進刀或退刀；（5）沿圓弧段方向進刀或退刀。2單曲面刀具運動軌跡的生成方法（1）三軸等參數(shù)曲面加工（2）平行截面加工（3）修剪曲面加工3多曲面連續(xù)加工刀具運動軌跡的生成方法（1）平行截面刀具運動軌跡（2）放射狀刀具運動軌跡（3）法向偏移型刀具運動軌跡（4）法向垂直型刀具運動軌跡（5）插值型刀具運動軌跡（6）二維投影型刀具運動軌跡。六兩種加工工藝方案的比較傳統(tǒng)的飛機按樣板研制和現(xiàn)代先進的數(shù)模制造的比較1 數(shù)字化技術從根本上改變了產(chǎn)品研制方法現(xiàn)代飛機研制方法，從原有的基于物理( 實物) 樣機的串行方式演變成基于數(shù)字樣機的并行方式。以洛克希德馬丁公司為例，原有的傳統(tǒng)研制過程和方法大體分3個階段：概念設計、初步設計和生產(chǎn)設計階段。在這3個設計階段中，都需繪制模線和制作物理樣機來幫助技術人員準確地設計飛機和配置飛機的內(nèi)部空間，研制過程是串行的，產(chǎn)品定義信息的傳遞是不連續(xù)的，其缺點眾所周知。在現(xiàn)代新機研制中，雖然其產(chǎn)品的研制階段沒有多大變化，但是，它的模線和物理樣機全都由產(chǎn)品的數(shù)字化定義或數(shù)字樣機所替代，而且其研制過程是并行的，便于實現(xiàn)多學科的協(xié)同設計。數(shù)字化技術貫穿了整個產(chǎn)品研制過程數(shù)字化協(xié)同研制是以業(yè)務過程為中心，具有跨地域/ 多企業(yè)的