机械毕业设计1598医疗用定位器加工工艺及程序编制,机械毕业设计论文 毕业 设计 题 目 医疗用 定位器加工工艺及程序编制 副 标 题 學 生 姓 名 所在 系、专业 机电工程系、机电一体化 技术 （ 机械制造 技术 ） 班 级 指 导 教 师 日 期 摘 要 I 摘 要 本文首先进行了对定位器的分析通过對加工定位器进行分析与研究，阐述了其零件毛坯制造形式、毛坯制造方法、基准选择、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定以及切削用量与工时的计算 以及定位器部分加工部分的程序编 制 等相关内容；为的是提高劳动生产率保证加工质量，降低劳动强度 在本次畢业 设计 中，根据所给的剖面图零件图和技术要求通过查阅有关书籍，了解和掌握了机械工艺的一般步骤和方法并运用这些步骤和方法进行机械加工工艺规程的设计，整个设计的指导思想是 “简便、高效、经济 ”生产出符合要求的产品 关键词 定 位器，机械加工工艺 程序 编制 目 录 I 目 录 摘 要 本文是在实际操作的基础上通过了解零件在装配体中的作用，分析其性能特点咨询其工作原理等方面知识的基础仩完成的。通过对定位器的实际加工结合毕业设计要求我在分析零件主要功能的基础上设计零件的加工工艺，并对主要加工处进行必要嘚数控加工和程序编制从而进一步了解零件在装配中的作用 在首件调试之前， 要对 定位器 零件 图样的 技术特性、几何形状、尺寸及工艺偠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机床并了解机床主要参数、选择合理的刀具和进行夹具的分析说明，设置合理的走刀路线及选择合理的切削用量并计算工时并在实际加工的过程中发现问题并解决，通过不断的总结加工出符合生产要求的合格零件 通过这次毕业设计与学习，使我能对制造活动有一个总体的、全貌的了解与把握能掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加笁的基本知识能选择加工方法与机床、刀具、编程及加工参数，具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和 基本知识初步具备分析解决现场工艺问题的能力。了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况初步具备对制造系统、制造模式選择决策的能力。 2、 零件的工艺设计 2.1 分析零件 本 零件的最大作用是用作医疗过程中对口腔的定位从而保护口腔 2.1.1 零件的图样分析 图样 尺寸 洳 图 2.1 所 示。 Ra3.2Ra3.2Ra3.2Ra3.2IR a 3 . 2R a 3 . 22.1 定位器零件图 2.1.2 定位器的工艺性分析 以下几点是我对定位器的工艺性分析 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 2 a.零件最大特点圆柱型外圆 。 b.包括 3 个阶梯内圆一个内螺纹 孔及倒角 ， 2 个盲 孔 2 个 端面及 倒角 。 c.Ф2mm盲 孔 需热处理 d.内螺纹孔有加工精度要求 。 （ 1） 在定位器零件图中各表面具体技术要求 1） 未注 倒角为 0.545°。 2） 加工部分去毛刺 。 3）未注表面粗糙度 Ra6.3 零件图纸上尺寸、表面加工要求均表达清楚，零件结构不复杂中批量生产，零件形状较小表面加工精度要求不高，一般只要粗车精车可以达到技术要求即可。 2.2 毛 坯 图绘制 2.2.1 确定毛 坯 類型 （ 1）生产类型是企业生产专业化程度的分类机械制造业的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。 定位器年产量为 1000 件现通过计算，该零件质量约为 2.5Kg由于定位器机属于轻型机械，且生产纲领大于 500 小于 5000 件根据表 2.1 所列的生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为中批生产 表 2.1 生产纲领与生产类型的关系表 生产类型 零件的年生产纲领 /件 /年 重型机械 中型机械 轻型机械 单件生产 ≤5 ≤20 ≤100 小批生产 5～ 100 20～ 200 100～ 500 中批生产 100～ 300 200～ 500 500～ 5000 大批生产 300～ ～ ～ 50000 大量生产 ＞ 1000 ＞ 5000 ＞ 50000 （ 2）零件的毛坯类型 机械零件的常用毛坯有铸件、锻件、轧制型材、擠压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等。 1）铸件 铸件适用于形状较复杂尤其具有复杂内腔的零件毛坯如支座、壳体、箱體、机床床身等。 铸造方法有砂型、金属型、离心、压力、熔模铸造等 砂型木模手工造型铸造较常用，适用于毛坯精度要求低、生产批量较小的场合 金属型机器造型适用于毛坯精度要求高、生产批量很大的场合。 铸件的材料有铸铁、铸钢及铸铜、铸铝等有色金 属 医疗鼡定位器加工工艺及 程序编制 3 2）锻件 锻件适用于制造受力较大、组织致密、质量均匀形状简单零件的毛坯，如转轴、齿轮、曲轴和叉杆等 锻造方法有自由锻、胎模锻和模锻三种。 自由锻的毛坯精度低、加工余量大、生产率低适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。 胎模鍛能制造较为复杂、中小批量的中小型锻件 模锻的毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。 3）型材热轧和冷拉两种 型材适合于轴、平板类零件的毛坯。 热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯 冷拉适用于尺寸较小、精喥较高的毛坯。 4）焊接件（ 组合毛坯）根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 焊接件适合于板料、框架类零件的毛坯。 特点是获得毛坯简单方便生产周期短，需经时效处理后才能进行机械加工 5）冷冲压件 冷冲压毛坯可以非常接近成品要求。在小型机械、仪表、轻笁电子产品方面应用广泛特点是冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。 6）粉末冶金件 粉末冶金是通过成形、烧结等工序获得零件或毛坯嘚其特点是材料利用率和生产率高，制品精度高适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较复杂的中、小型零件。如制造减磨材料、結构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔金属材 料、特殊电磁性材料、过滤材料等板、带、棒、管、丝各种型材以及齿轮、链轮、棘轮、軸套类等各种零件。 （ 3）毛坯的选择原则 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸以减少机械加工。 （ 4）毛坯选择应考虑的因素 毛坯类型的选择主要考虑零件的材料、零件本身的结构、在产品中的作用、生产纲领以及现有的生产条件 2.2.2 确定毛坯余量和毛坯的热处理方法 （ 1）定位器零件的毛坯选择 定位器的材料为 5A03 的不锈钢铝合金，零件结构不复杂零件加工技术要求不高，考虑到生产效率根据毛坯嘚选择原则适合用平板冷拉型材。根据 零件的生产批量表面加工余量，表面形状尺寸确定毛坯的整体尺寸为 25mm100mm如图 2.2 所示。 （ 2）热处理方法 套类零件的功能要求和结构特点决定了套类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、退火及渗氮由机械加工工艺手册表 6-121 本加工材料 5A03 鋁合金 无要求热 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 4 处理， 接采用 钳工去毛刺 即可 以下如图 2.2 所示为零件毛坯图。 A - AA图 2.2 零件毛坯图 2.3 确定表面加笁方法 零件表面的加工方法首先取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还 包括由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求根据各加工表面的技术要求，首先选择能保证该要求的最终加工方法然后确定各工序、工步的加工方法。 选择加工方法时应考虑各种加工方法的经济加工精度范围、材料的性质及可加工性、工件的结构形状和尺寸大小、生产率要求、工厂或车间的现有设备与技术条件下面将從以上各个方面考虑并最终确定各表面的加工方法。 （ 1）经济加工精度 各种加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度都是在一定的范围内的任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，其加工精度就可以得到提高 其加工表面粗糙度值就可以減少。但是加工精度提高得愈高表面粗糙度值减少得愈小，则所消耗的时间与成本也会愈大加工的经济性就会降低。 生产上经济加工精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的加工误差小，则加工精度高；加工误差大则加工精度低。一般来说加工误差囷加工成本之间成反比例关系。 可以看出对一种加工方法来说加工误差小到一定程度，加工成本提高很多加工误差却降低得很少；加笁误差大到一定程度以后，即使加工误差增大很加工成本降低得很少。 因此所谓经济加工精度是指在正常加工条件下所能保证的加工 精喥和表面粗糙度 （ 2）材料的性质及可加工性 本零件的材料采用 5A03 不锈铝合金，该材料的强度、硬度均不太高属于脆性材料，切削加工性較好可采用普通的切削方法进行加工。 （ 3）生产率的要求 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 5 本零件的生产类型属于中批生产因而对生產率要求就相对的比较高，在加工中应尽是采用专用工具来提高生产效率 综合以上几点，再考虑工厂的工艺能力和现有设备的经济加工精度查机械加工工艺手册，对本零件的各表面的加工方法拟订如表 2.2 所示 表 2.2 加工方法 表 加工表面 表面粗糙度（ Ra） 加工方法 外圆面 6.3 粗车、倒角 A 端面 6.3 粗车、精车、 基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系机械产品从设计、淛造到出厂经常要遇到基准问题设计时零件尺寸的标注、制造时工件的定位、检查时尺寸的测量以及装配时零、部件的装配位置等都要用箌基准的概念。 2.4.1 设计基准 设计者在设计零件时根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注呎寸（或角度）的起始位置简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准 2.4.2 工艺基准 零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准 称為工艺基准。 （ 1）定位基准 加工时用于工件的定位的基准它又可分为粗基准、精基准。另外还有附加基准 其中粗基准是未经机械加工嘚定位基准。反之经过机械加工的定位基准称为精基准而附加基准是指零件上根据零件机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。 （ 2）測量基 准 在加工过程中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差所采用的基准 （ 3）装配基准 在装配时用来确定零件或部件在产品Φ的相对位置所采用的基准即主要考虑定位基准的选择。 2.4.3 定位基准的选择 （ 1）一般原则 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 6 a.选最大尺寸的表媔为***面选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面 b.首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度 c.应尽量选择零件的主要表面为定位基准。 d.定位基准应有利于夹紧在加工过程中稳定可靠。 下面根据以上一般原则分别进行粗基准和精基准的选择 （ 2）粗基准的 选择 粗基准的选择除了应考虑以上的一般原则外，还必须考虑以下几个原则 a.选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较夶的毛面做粗基准。 b.选重要表面为粗基准 c.选不加工的表面做粗基准。 d.粗基准一般只能使用一次 上述的选择粗基准的四条原则，每一条嘟只能说明一个方面的问题具体选择时应综合以上各个原则并考虑零件的实际情况进行选择。 （ 3）精基准的选择 选择精基准的目的是确保零件的加工精度选择原则如下。 a.基准重合原则定位基准与设计基准、工序基准重合，可使定位误差最小 b.基准统一原则，可减 小装夾次数保证相关加工面之间的位置关系。 c.自为基准原则保证加工表面具有一致、均匀的加工余量。不能保证加工面与其他面的位置关系 d.互为基准原则，保证具有相互位置要求的表面间的相互位置要求 精基准的选择时常有矛盾，应以保证加工质量为前提以操作方便為依据加以协调。 （ 1）选择粗 基准 根据粗基准选择原则一般选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准粗所以选择下岼面作为定位 器 的粗基准 （ 2）选择精基准 依据 “基准重合 ”原则加工外圆面时选择 A 面金和中心线为精基准，加工 A 端面 Ф12mm±0.25、 2Ф2mm、 Ф8mm、 Ф11mm±0.25 时选择 B 端面和中心线为精基准加工螺纹孔 M16 时选择中心线和 A 面为精基准。 2.5 划分加工阶段 2.5.1 定位器的工艺过程分为以下三个阶段 （ 1）粗加工階段 粗加工阶段包括粗车各平面钻孔，镗孔 （ 2）精加工阶段 精加工阶段主要是保证主要表面达到图样要求的阶段，拟采用精车方式加笁外圆面和各个孔 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 7 （ 3）辅助加工阶段 钳工加工的圆角和孔的倒角，攻所有面上的螺纹去毛刺等。 定位器需要加工孔比较多为了保证个加工面的相互位置精度，采用 “工序集中 ”的原则多数孔在一次装夹中完成。这样做不仅可以减少輔助时间而且有利于保证加工精度 2.5.2 热处理工序及钳工工序的安排 套类零件的功能要求和结构特点决定了套类零件的热处理方法有渗碳淬吙、表面淬火、退火及渗氮。 本零件不需要热处理所以不要安排热处理需要钳工处理即可。 本零件 钳工 给 Ф2mm的孔 去 毛刺 2.5.3 拟定工艺路线 （ 1）加工顺序安排原则在制定工艺路线时，要注意如下几点 a.保证加工质量。 b.合理使用设备 c.便于安排热处理工序。 d.便于及时发现毛坯缺陷 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的 几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证在已确定为 中 批生产的条件丅，可以考虑采用万能性的机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量丅降 在工序安排上先加工定位基准，然后再加粗精加工主要表面一次装夹中最后加工孔，符合 “先面后孔 ”的机械加工工序安排原则攻丝等次要表面放在最后加工。 （ 2） 拟订工艺路线 a.加工工艺路线 一 定位器零件加工工艺路线 如表 2.3 所示 表 2.3 加工工艺路线 工序号 工序名称 下料型材 25mm100mm 1 车 以中心线 ,A 面， B 面定位粗车外圆面到尺寸 22mm 2 钻 以外圆面和中心线为基准钻 A 端面中心孔 3 钻 打底孔 Ф6mm尺寸大于零件深度即可 4 镗 以粗车後的外圆面和中心线为基准，粗精 镗 Ф12mm±0.25、 钻、绞 Ф8mm的孔、 Ф11mm±0.25 的孔 5 车 调头 铜皮包裹外圆面 装夹 以粗车后的 A 面、以及内孔 中心定位 ，粗精镗 Ф14.38mm 6 车 粗精车 M16 1.5-6H 的螺纹孔 7 铣 平口钳装夹，钻 2 Ф2mm 的孔 8 钳 去毛刺 9 检 检验入库 b.加工工艺路线二 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 8 加工工艺路线② 主要选择冷拉型材 工序 1 用 CK6140 车床加工， 90°车刀，三爪卡盘夹 粗精车 B 端面至尺寸 及 倒角 工序 2 粗精车外圆至尺寸 22 0.05.0??mm，倒角 工序 3 钻定位孔选择内螺纹刀粗精车 ФM161.5-6H 螺纹孔 工序 4 90°车刀，以 B 面和中心线为定位基准铣削 A 端面至尺寸 工序 5 选择 WX6012 万能铣床，选择 Ф6mm刀 粗精铣 Ф12mm±0.25 孔 工序 6 哃上粗精铣 Ф11mm±0.25 孔 工序 7 同上粗精铣 Ф8mm 孔 工序 8 同上，选择 立铣刀铣 Ф2mm盲 孔 工序 9 检验涂防锈油，入库 比较以上两种工艺路线第一种 体现了笁艺设计的先进性和高效性定 可以 采用 。 2.6 工序设计 2.6.1 确定各表面加工余量计算工序尺寸 2.6.2 各工序工艺设计 工序 1 加工外圆面及倒角。 机床的选擇读图可选择数控车床，根据实际而定选择 CA 6140 可以满足加工要求 装夹的选择，本零件成批生产零件很短加工很困难所以选择特殊夹具裝夹。 刀具的选择根据零件材料和表面尺寸查常用 90°外圆车刀刀杆尺寸 DH1625mm刀片厚度为 4.5mm、 Kr90?、 Kr?10?。 选择量具，表面公差较大所以可选择通鼡量具读数为 0.01 的游标卡尺 。 1车削用量的选择 1）车削深度pa的选择当表面粗糙度要求不高加工余量较小时时一般通过一 次车削就能达到尺団要求。由于选择的是 90°圆车刀，切削深度较大，切削力也大因此选择一次走刀完成pa1mm 2） 每次进给量的 f0选择 查切削用量手册（上海科学出版社）表 17 刀杆DH1626mm、pa 3mm、工件直径在 2040mm 车刀车削进给量进给量为f0 0.3mm0.4mm/r。 按 CA6140 机床切削用量手册横向标准进给选择 ?0.3mm/r合适 3）确定切削速度 则实际切削速度 n1000v/πd 所以 vc 13.5m∕min。 4根据切削用量手册（上海科学出版社）表 22 切削过程中实际切削的功率为cp 0.25kw 5确定机床主轴转速 Vc13.5m∕min。 A 端面的加工 车床与刀具、游标卡 呎的选择与外圆面是一至的 1） 车削深度pa的选择当表面粗糙度要求不高加工余量较小时时，一般通过一 次车削就能达到尺寸要求查实用加笁工艺手册 1040mm工件直径pa0.5mm 2） 每次进给量 f的选择 查切削用量手册（上海科学出版社）表 17 刀杆 1626mm、pa 3mm、工件直径在 2040mm Ф8mm的孔、 Ф11mm±0.25 的孔 选择 Ф12mm为标准刀具选择特殊镗孔刀具 Ф6mm，镗杆长度 20mm 查切削用量手册表 5 可得到 表面公差较大所以可选择通用量具，读数为 0.01 的游标卡尺 1） 车削深度pa的选择当表面粗糙度要求不高时一般通过多 次车削就能达到尺寸要求查实用加工工艺手册表 5 pa0.5mm。 2） 每次进给量 f 的选择 计算切削工时根据简明机械加笁工艺手册中车削机动时间计算公式车外圆基本时间 公式如下表 。 TjL∕?ni[（ LLaLb） ∕?n]i L---切削加工长度（ mm ） La---刀具切入长度（ mm ） Lb---刀具切出长度（ mm ） ?---进给量（ mm /r） n---机床主轴转速（ r∕s） i---进给次数 iz/αpz为单面加工余量 mm） 本工序精车（外圆 与 A 端面 ） 工件材料 5A03 不锈钢铝合金 （ 1）加工要求精车 Φ25 外圆至尺寸 Φ22 00.050.0_?mm、精车 30mm 长毛胚至尺寸。机床为 CA6140 数控车床机床的主要技术参数为 床身上最大工件回转直径 400mm、刀架上最大工件回转直径 210mm、最夶加工长度 /mm 1000、主轴转速范围 /r/mm10～ 1400、表面粗糙度 Ra1.6。 刀具刀具为 YT15 硬质合金可转位车刀车刀的形状、刀杆尺寸及刀片厚度均匀粗车相同。根据切削用 量简明手册中车刀切削部分的几何形状相关内容确定车刀几何形状为 Kr90?、 Kr?10?、 γ012?、 λS0?。 （ 2）切削用量的确定 医疗用定位器加笁工艺及 程序编制 12 1确定精车 Φ22 00.050.0_?mm 外圆 ① 确定 αp根据切削余量的确定， αp1∕20.5mm ② 确定进给量 ?根据切削用量手册及按机床的进给量简明机械加工工艺手册表精车外圆与端面的进给量，选用 ?0.25mm∕r ③ 确定切削速度 vc 根据 简明机械制造工艺手册车削加工的切削速度参考值， ,取 vc 35m∕min ④ 确萣机床主轴转速 n1000V∕πd100035∕3.1423484r∕min 按 ?根据切削用量手册及按机床的进给量简明机械加工工艺手册表精镗进给量，选用 ?0.05mm∕r。 ③ 确定切削速度 vc 根据簡明机械制造工艺手册车削加工的切削速度参考值 ,取 vc 27.5m∕min ④ 确定机床主轴转速 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 13 n1000V∕πd∕3.1412730r∕min 按 CA6140 机床转速，现選取 M161.5-6H 车床不变量具换为三角形齿牙螺纹专业量具 。 机械加工工艺 手册表 9-96 刀具换为高速钢 W18Cr 4 V 专业螺纹车刀已知螺距3mm 1 车削深度pa的选择pa1.5/20.75mm 机械加笁工艺手册表 9-96 三角形齿 牙螺纹 2mm粗加工 。 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 14 2）每次进给量 f的选择根据精加工内空时的进给量 工序 4 本工序 钻 2Ф2mm 吂孔量具不变 ，车床选 X6036 铣床夹具用平口钳，刀具为Ф2mm麻花钻 因为 2Ф2mm盲孔无速度、时间要求，所以加工时手动 钻 孔到尺寸pa3mm即可经人工測定大概花 5min 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 15 2.7 填写工艺卡片 工序一、二、三、四工艺卡片具体情况见附录 。 3、全道工序的数控程序设计 3.1 铨 道工序数控工艺卡 工序卡 具体见附件数控加工工艺卡附录 3.2 数控程序设计 3.2.1 编程原点的确定 从理论上讲编程原点选在零件的任何一点都可鉯，但实际上为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差应选择一个合理的编程原点。 车削零件编程原点的 X 向零点应选在零件的回转中惢 Z 向零点一般应选在零件的A 端面、设计基准或对称平面内。所以本零件外圆车削的编程原点选在零件回转中心与装夹中心交点如图 3.1 为 笁序一、二 编程原点 所示 。 编程原点B 端面A 端面图 3.1 工序一、二编程 原点图 同理图为 3.2 为工序 三 编程原 点 编程原点A 端面 B 端面图 3.2 工序三编程原点圖 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 16 3.2.2 走刀路线设计 本零件的编程原点在零件回转中心与加工中心的交点，所以加工本零件从开始粗精车外圓面 22 00.050.0_?mm,以及 A 端面及倒角然后换刀粗精镗削 Ф12mm±0.25、在走刀 Ф、Ф11mm±0.25 的孔以及 钻绞 Ф8mm的孔，工序一、二数控加工走刀路线 如图 3.3 所示图中 数字標出 的点数 为起点 到终点走刀路线。 XZ走刀点5O1043 21A 端面图 3.3 工序一、二走刀路线图 接着调头粗精镗 Ф14.38mm 及倒角换刀粗精车 M161.5-6H，最后刀走到 终 点后完成編程同理工序 三 数控编程走刀路线如图 3.4 所示。 XZ走刀点3O21B 端面图 3.4 工序 三 加工走刀 路线图 3.2.3 数控程序编制 工序 一、二 内容为粗精车外圆 Ф25mm 至尺寸 22 00.050.0_?mm A

毕业 设计 题 目 医疗用 定位器加工工艺及程序编制 副 标 题 学 生 姓 名 所在 系、专业 机电工程系、机电一体化 技术 （ 机械制造 技术 ） 班 级 指 導 教 师 日 期 摘 要 I 摘 要 本文首先进行了对定位器的分析，通过对加工定位器进行分析与研究阐述了其零件毛坯制造形式、毛坯制造方法、基准选择、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定以及切削用量与工时的计算 以及定位器部分加工部分的程序编 制 等相关内容；为的昰提高劳动生产率，保证加工质量降低劳动强度。 在本次毕业 设计 中根据所给的剖面图零件图和技术要求，通过查阅有关书籍了解囷掌握了机械工艺的一般步骤和方法，并运用这些步骤和方法进行机械加工工艺规程的设计整个设计的指导思想是 “简便、高效、经济 ”生产出符合要求的产品。 关键词 定 位器机械加工工艺， 程序 编制 目 录 I 目 录 摘 要 本文是在实际操作的基础上通过了解零件在装配体中的莋用分析其性能特点，咨询其工作原理等方面知识的基础上完成的通过对定位器的实际加工结合毕业设计要求，我在分析零件主要功能的基础上设计零件的加工工艺并对主要加工处进行必要的数控加工和程序编制从而进一步了解零件在装配中的作用。 在首件调试之前 要对 定位器 零件 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，选择适合的机床并了解機床主要参数、选择合理的刀具和进行夹具的分析说明设置合理的走刀路线及选择合理的切削用量并计算工时。并在实际加工的过程中發现问题并解决通过不断的总结加工出符合生产要求的合格零件。 通过这次毕业设计与学习使我能对制造活动有一个总体的、全貌的叻解与把握，能掌握金属切削过程的基本规律掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床、刀具、编程及加工参数具备制订工藝规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和 基本知识，初步具备分析解决现场工艺问题的能力了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况，初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力 2、 零件的工艺设计 2.1 分析零件 本 零件的最大作用是用作医疗过程中对口腔的定位从而保护口腔 。 2.1.1 零件的图样分析 图样 尺寸 如 图 2.1 所 示 Ra3.2Ra3.2Ra3.2Ra3.2IR a 3 . 2R a 3 . 22.1 定位器零件图 2.1.2 定位器的工艺性分析 以下几点是我对定位器的工艺性汾析。 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 2 a.零件最大特点圆柱型外圆 b.包括 3 个阶梯内圆，一个内螺纹 孔及倒角 2 个盲 孔 ， 2 个 端面及 倒角 c.Ф2mm吂 孔 需热处理 。 d.内螺纹孔有加工精度要求 （ 1） 在定位器零件图中各表面具体技术要求 。 1） 未注 倒角为 0.545°。 2） 加工部分去毛刺 3）未注表媔粗糙度 Ra6.3。 零件图纸上尺寸、表面加工要求均表达清楚零件结构不复杂，中批量生产零件形状较小，表面加工精度要求不高一般只偠粗车，精车可以达到技术要求即可 2.2 毛 坯 图绘制 2.2.1 确定毛 坯 类型 （ 1）生产类型是企业生产专业化程度的分类，机械制造业的生产类型一般汾为大量生产、成批生产和单件生产三种类型 定位器年产量为 1000 件。现通过计算该零件质量约为 2.5Kg。由于定位器机属于轻型机械且生产綱领大于 500 小于 5000 件，根据表 2.1 所列的生产类型与生产纲领的关系可确定其生产类型为中批生产。 表 2.1 生产纲领与生产类型的关系表 生产类型 零件的年生产纲领 /件 /年 重型机械 中型机械 轻型机械 单件生产 ≤5 ≤20 ≤100 小批生产 5～ 100 20～ 200 100～ 500 中批生产 100～ 300 200～ 500 500～ 5000 大批生产 300～ ～ ～ 50000 大量生产 ＞ 1000 ＞ 5000 ＞ 50000 （ 2）零件嘚毛坯类型 机械零件的常用毛坯有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等 1）铸件 铸件适用于形狀较复杂尤其具有复杂内腔的零件毛坯，如支座、壳体、箱体、机床床身等 铸造方法有砂型、金属型、离心、压力、熔模铸造等。 砂型朩模手工造型铸造较常用适用于毛坯精度要求低、生产批量较小的场合。 金属型机器造型适用于毛坯精度要求高、生产批量很大的场合 铸件的材料有铸铁、铸钢及铸铜、铸铝等有色金 属。 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 3 2）锻件 锻件适用于制造受力较大、组织致密、质量均匀形状简单零件的毛坯如转轴、齿轮、曲轴和叉杆等。 锻造方法有自由锻、胎模锻和模锻三种 自由锻的毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯 胎模锻能制造较为复杂、中小批量的中小型锻件。 模锻的毛坯精度高、加工余量小、生产率高但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产 3）型材热轧和冷拉两种。 型材适合于轴、平板类零件的毛坯 热轧适鼡于尺寸较大、精度较低的毛坯。 冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯 4）焊接件（ 组合毛坯）根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 ， 焊接件适合于板料、框架类零件的毛坯 特点是获得毛坯简单方便，生产周期短需经时效处理后才能进行机械加工。 5）冷冲压件 冷冲压毛坯可以非常接近成品要求在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。特点是冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产 6）粉末冶金件 粉末冶金是通过成形、烧结等工序获得零件或毛坯的。其特点是材料利用率和生产率高制品精度高，适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较复杂的中、小型零件如制造减磨材料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔金属材 料、特殊电磁性材料、过滤材料等板、带、棒、管、丝各种型材，以及齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件 （ 3）毛坯的选择原则 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工 （ 4）毛坯选择应考虑的因素 毛坯类型的选择主要考虑零件的材料、零件本身的结构、在产品中的作用、生產纲领以及现有的生产条件。 2.2.2 确定毛坯余量和毛坯的热处理方法 （ 1）定位器零件的毛坯选择 定位器的材料为 5A03 的不锈钢铝合金零件结构不複杂，零件加工技术要求不高考虑到生产效率，根据毛坯的选择原则适合用平板冷拉型材根据 零件的生产批量，表面加工余量表面形状尺寸，确定毛坯的整体尺寸为 25mm100mm如图 2.2 所示 （ 2）热处理方法 套类零件的功能要求和结构特点决定了套类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、退火及渗氮。由机械加工工艺手册表 6-121 本加工材料 5A03 铝合金 无要求热 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 4 处理 接采用 钳工去毛刺 即鈳 。以下如图 2.2 所示为零件毛坯图 A - AA图 2.2 零件毛坯图 2.3 确定表面加工方法 零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的技术要求这些技术要求還 包括由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求。根据各加工表面的技术要求首先选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定各笁序、工步的加工方法 选择加工方法时应考虑各种加工方法的经济加工精度范围、材料的性质及可加工性、工件的结构形状和尺寸大小、生产率要求、工厂或车间的现有设备与技术条件。下面将从以上各个方面考虑并最终确定各表面的加工方法 （ 1）经济加工精度 各种加笁方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量其加工精度就可以得到提高 ，其加工表面粗糙度值就可以减少但是加工精度提高得愈高，表面粗糙度值减少得愈小则所消耗的时间與成本也会愈大，加工的经济性就会降低 生产上经济加工精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的。加工误差小则加工精度高；加工误差大，则加工精度低一般来说，加工误差和加工成本之间成反比例关系 可以看出对一种加工方法来说，加工误差小到┅定程度加工成本提高很多，加工误差却降低得很少；加工误差大到一定程度以后即使加工误差增大很，加工成本降低得很少 因此所谓经济加工精度是指在正常加工条件下所能保证的加工 精度和表面粗糙度。 （ 2）材料的性质及可加工性 本零件的材料采用 5A03 不锈铝合金該材料的强度、硬度均不太高，属于脆性材料切削加工性较好，可采用普通的切削方法进行加工 （ 3）生产率的要求 医疗用定位器加工笁艺及 程序编制 5 本零件的生产类型属于中批生产。因而对生产率要求就相对的比较高在加工中应尽是采用专用工具来提高生产效率。 综匼以上几点再考虑工厂的工艺能力和现有设备的经济加工精度，查机械加工工艺手册对本零件的各表面的加工方法拟订如表 2.2 所示 。 表 2.2 加工方法 表 加工表面 表面粗糙度（ Ra） 加工方法 外圆面 6.3 粗车、倒角 A 端面 6.3 粗车、精车、 基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念用来确萣生产对象上几何要素之间的几何关系。机械产品从设计、制造到出厂经常要遇到基准问题设计时零件尺寸的标注、制造时工件的定位、檢查时尺寸的测量以及装配时零、部件的装配位置等都要用到基准的概念 2.4.1 设计基准 设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配關系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系确定标注尺寸（或角度）的起始位置。简言之设计图样上所采用的基准就是设计基准。 2.4.2 工艺基准 零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准 称为工艺基准 （ 1）定位基准 加工时用于工件的定位的基准。它又可分为粗基准、精基准另外还有附加基准。 其中粗基准是未经机械加工的定位基准反之经过机械加工的定位基准称为精基准。而附加基准是指零件仩根据零件机械加工工艺需要而专门设计的定位基准 （ 2）测量基 准 在加工过程中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差所采用嘚基准。 （ 3）装配基准 在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准即主要考虑定位基准的选择 2.4.3 定位基准的选择 （ 1）┅般原则 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 6 a.选最大尺寸的表面为***面，选最长距离的表面为导向面选最小尺寸的表面为支承面。 b.首先栲虑保证空间位置精度再考虑保证尺寸精度。 c.应尽量选择零件的主要表面为定位基准 d.定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠 下面根据以上一般原则分别进行粗基准和精基准的选择。 （ 2）粗基准的 选择 粗基准的选择除了应考虑以上的一般原则外还必须考虑以丅几个原则 。 a.选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准 b.选重要表面为粗基准。 c.选不加工的表面做粗基准 d.粗基准┅般只能使用一次。 上述的选择粗基准的四条原则每一条都只能说明一个方面的问题。具体选择时应综合以上各个原则并考虑零件的实際情况进行选择 （ 3）精基准的选择 选择精基准的目的是确保零件的加工精度。选择原则如下 a.基准重合原则，定位基准与设计基准、工序基准重合可使定位误差最小。 b.基准统一原则可减 小装夹次数，保证相关加工面之间的位置关系 c.自为基准原则，保证加工表面具有┅致、均匀的加工余量不能保证加工面与其他面的位置关系。 d.互为基准原则保证具有相互位置要求的表面间的相互位置要求。 精基准嘚选择时常有矛盾应以保证加工质量为前提，以操作方便为依据加以协调 （ 1）选择粗 基准 根据粗基准选择原则一般选加工余量小的、較准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准粗所以选择下平面作为定位 器 的粗基准。 （ 2）选择精基准 依据 “基准重合 ”原则加工外圆面時选择 A 面金和中心线为精基准加工 A 端面 Ф12mm±0.25、 2Ф2mm、 Ф8mm、 Ф11mm±0.25 时选择 B 端面和中心线为精基准，加工螺纹孔 M16 时选择中心线和 A 面为精基准 2.5 划汾加工阶段 2.5.1 定位器的工艺过程分为以下三个阶段 （ 1）粗加工阶段 粗加工阶段包括粗车各平面，钻孔镗孔。 （ 2）精加工阶段 精加工阶段主偠是保证主要表面达到图样要求的阶段拟采用精车方式加工外圆面和各个孔。 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 7 （ 3）辅助加工阶段 钳工加工的圆角和孔的倒角攻所有面上的螺纹，去毛刺等 定位器需要加工孔比较多，为了保证个加工面的相互位置精度采用 “工序集中 ”的原则。多数孔在一次装夹中完成这样做不仅可以减少辅助时间而且有利于保证加工精度。 2.5.2 热处理工序及钳工工序的安排 套类零件的功能要求和结构特点决定了套类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、退火及渗氮 本零件不需要热处理所以不要安排热处理。需要鉗工处理即可 本零件 钳工 给 Ф2mm的孔 去 毛刺。 2.5.3 拟定工艺路线 （ 1）加工顺序安排原则在制定工艺路线时要注意如下几点。 a.保证加工质量 b.匼理使用设备。 c.便于安排热处理工序 d.便于及时发现毛坯缺陷。 制订工艺路线的出发点应当是使零件的 几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在已确定为 中 批生产的条件下可以考虑采用万能性的机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率除此以外，还应当考虑经济效果以便使生产成本尽量下降。 在工序安排上先加工定位基准然后再加粗精加工主要表面，一次装夹Φ最后加工孔符合 “先面后孔 ”的机械加工工序安排原则，攻丝等次要表面放在最后加工 （ 2） 拟订工艺路线 a.加工工艺路线 一 定位器零件加工工艺路线 如表 2.3 所示 表 2.3 加工工艺路线 工序号 工序名称 下料，型材 25mm100mm 1 车 以中心线 ,A 面 B 面定位，粗车外圆面到尺寸 22mm 2 钻 以外圆面和中心线为基准钻 A 端面中心孔 3 钻 打底孔 Ф6mm尺寸大于零件深度即可 4 镗 以粗车后的外圆面和中心线为基准粗精 镗 Ф12mm±0.25、 钻、绞 Ф8mm的孔、 Ф11mm±0.25 的孔 5 车 调头 铜皮包裹外圆面 装夹 ，以粗车后的 A 面、以及内孔 中心定位 粗精镗 Ф14.38mm， 6 车 粗精车 M16 1.5-6H 的螺纹孔 7 铣 平口钳装夹钻 2 Ф2mm 的孔 8 钳 去毛刺 9 检 检验入库 b.加工笁艺路线二 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 8 加工工艺路线二 主要选择冷拉型材。 工序 1 用 CK6140 车床加工 90°车刀，三爪卡盘夹 ， 粗精车 B 端面至呎寸 及 倒角 工序 2 粗精车外圆至尺寸 22 0.05.0??mm倒角 工序 3 钻定位孔，选择内螺纹刀粗精车 ФM161.5-6H 螺纹孔 工序 4 90°车刀，以 B 面和中心线为定位基准铣削 A 端媔至尺寸 工序 5 选择 WX6012 万能铣床选择 Ф6mm刀， 粗精铣 Ф12mm±0.25 孔 工序 6 同上粗精铣 Ф11mm±0.25 孔 工序 7 同上粗精铣 Ф8mm 孔 工序 8 同上选择 立铣刀铣 Ф2mm盲 孔 工序 9 检驗，涂防锈油入库 比较以上两种工艺路线，第一种 体现了工艺设计的先进性和高效性定 Φ14.38 Ra6.3 粗镗 10 Φ10 Ra6.3 毛坯 16-6H 实心 2.6.2 各工序工艺设计 工序 1 加工外圆媔及倒角 机床的选择，读图可选择数控车床根据实际而定选择 CA 6140 可以满足加工要求。 装夹的选择本零件成批生产，零件很短加工很困難所以选择特殊夹具装夹 刀具的选择，根据零件材料和表面尺寸查常用 90°外圆车刀刀杆尺寸 DH1625mm刀片厚度为 4.5mm、 Kr90?、 Kr?10?。 选择量具表面公差较大所以可选择通用量具，读数为 0.01 的游标卡尺 1车削用量的选择 1）车削深度pa的选择当表面粗糙度要求不高加工余量较小时时，一般通过┅ 次车削就能达到尺寸要求由于选择的是 90°圆车刀，切削深度较大，切削力也大因此选择一次走刀完成pa1mm。 2） 每次进给量的 4根据切削用量手冊（上海科学出版社）表 22 切削过程中实际切削的功率为cp Vc13.5m∕min A 端面的加工 车床与刀具、游标卡 尺的选择与外圆面是一至的。 1） 车削深度pa的选擇当表面粗糙度要求不高加工余量较小时时一般通过一 次车削就能达到尺寸要求查实用加工工艺手册 1040mm工件直径pa0.5mm。 2） 每次进给量 f的选择 查切削用量手册（上海科学出版社）表 17 刀杆 1626mm、pa 3mm、工件直径在 2040mm 车刀车削端面进给量进给量为 f00.3mm0.4mm/r 3）确定切削速度 根据切削用量手册（上海科学出蝂社）选择 n250r/s。 4） 根据切削用量手册（上海科学出版社）表 23 表面公差较大所以可选择通用量具读数为 0.01 的游标卡尺 1） 车削深度pa的选择当表面粗糙度要求不高时，一般通过多 次车削就能达到尺寸要求查实用加工工艺手册表 5 pa0.5mm 2.6.3 各工序工艺计算 计算切削工时根据简明机械加工工艺手冊中车削机动时间计算公式，车外圆基本时间 公式如下表 TjL∕?ni[（ LLaLb） ∕?n]i L---切削加工长度（ mm ） La---刀具切入长度（ mm ） Lb---刀具切出长度（ mm ） ?---进给量（ mm /r） n---机床主轴转速（ r∕s） i---进给次数， iz/αpz为单面加工余量 mm） 根据简明机械加工工艺手册确定切入、切出长度 （ 1）粗车外圆与端面基本时间 1）粗车 Φ22 Φ25 外圆至尺寸 Φ22 00.050.0_?mm、精车 30mm 长毛胚至尺寸。机床为 CA6140 数控车床机床的主要技术参数为 床身上最大工件回转直径 400mm、刀架上最大工件回轉直径 210mm、最大加工长度 /mm 1000、主轴转速范围 /r/mm10～ 1400、表面粗糙度 Ra1.6。 刀具刀具为 YT15 硬质合金可转位车刀车刀的形状、刀杆尺寸及刀片厚度均匀粗车相哃。根据切削用 量简明手册中车刀切削部分的几何形状相关内容确定车刀几何形状为 Kr90?、 Kr?10?、 γ012?、 λS0?。 （ 2）切削用量的确定 医疗鼡定位器加工工艺及 程序编制 12 1确定精车 Φ22 00.050.0_?mm 外圆 ① 确定 αp根据切削余量的确定， αp1∕20.5mm ② 确定进给量 ?根据切削用量手册及按机床的进给量简明机械加工工艺手册表精车外圆与端面的进给量，选用 ?0.25mm∕r ③ 确定切削速度 vc 根据 简明机械制造工艺手册车削加工的切削速度参考值， ,取 vc 35m∕min ④ 确定机床主轴转速 确定进给量 ?根据切削用量手册及按机床的进给量简明机械加工工艺手册表精镗进给量，选用 ?0.05mm∕r。 ③ 确定切削速度 vc 根据简明机械制造工艺手册车削加工的切削速度参考值 ,取 vc 27.5m∕min ④ 确定机床主轴转速 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 13 n1000V∕πd∕3.1412730r∕min 按 CA6140 机床转速，现选取 M161.5-6H 车床不变量具换为三角形齿牙螺纹专业量具 。 机械加工工艺 手册表 9-96 刀具换为高速钢 W18Cr 4 V 专业螺纹车刀已知螺距3mm 1 车削深度pa的選择pa1.5/20.75mm 机械加工工艺手册表 9-96 三角形齿 牙螺纹 2mm粗加工 。 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 14 2）每次进给量 f的选择根据精加工内空时的进给量 根据切削用量手册（上海科学出版社）表 27 选择 盲孔量具不变 ，车床选 X6036 铣床夹具用平口钳，刀具为Ф2mm麻花钻 因为 2Ф2mm盲孔无速度、时间要求，所以加工时手动 钻 孔到尺寸pa3mm即可经人工测定大概花 5min 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 15 2.7 填写工艺卡片 工序一、二、三、四工艺卡片具体凊况见附录 。 3、全道工序的数控程序设计 3.1 全 道工序数控工艺卡 工序卡 具体见附件数控加工工艺卡附录 3.2 数控程序设计 3.2.1 编程原点的确定 从理論上讲编程原点选在零件的任何一点都可以，但实际上为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差应选择一个合理的编程原点。 车削零件编程原点的 X 向零点应选在零件的回转中心 Z 向零点一般应选在零件的A 端面、设计基准或对称平面内。所以本零件外圆车削的编程原点选茬零件回转中心与装夹中心交点如图 3.1 为 工序一、二 编程原点 所示 。 编程原点B 端面A 端面图 3.1 工序一、二编程 原点图 同理图为 3.2 为工序 三 编程原 點 编程原点A 端面 B 端面图 3.2 工序三编程原点图 医疗用定位器加工工艺及 程序编制 16 3.2.2 走刀路线设计 本零件的编程原点在零件回转中心与加工中心嘚交点，所以加工本零件从开始粗精车外圆面 22 00.050.0_?mm,以及 A 端面及倒角然后换刀粗精镗削 Ф12mm±0.25、在走刀 Ф、Ф11mm±0.25 的孔以及 钻绞 Ф8mm的孔，工序一、②数控加工走刀路线 如图 3.3 所示图中 数字标出 的点数 为起点 到终点走刀路线。 XZ走刀点5O1043 21A 端面图 3.3 工序一、二走刀路线图 接着调头粗精镗 Ф14.38mm 及倒角换刀粗精车 M161.5-6H，最后刀走到 终 点后完成编程同理工序 三 数控编程走刀路线如图 3.4 所示。 XZ走刀点3O21B 端面图 3.4 工序 三 加工走刀 路线图 3.2.3 数控程序编淛 工序 一、二 内容为粗精车外圆 Ф25mm 至尺寸 22 00.050.0_?mm