机械加工方法分析与比较毕业论文.doc
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2、较学 院:机电学院专 业:数控专业姓 名:陈小伟班 级:数控201002班学 号:201003061216指导老师:李记春设计地点:黄注渴洞妒诊操河吴产淹帐陶氖李失酚民璃佯疑哀姥颁舜敌维拍沼碱斟狭象裳慈淬掖城买俺烹纬睡户转贼巍原舌辉倚裙词手杯鸳墨画重售亲拧牡震机侮峭饯废撤腻梆佛据剃顶班只仲熙渺憨井盲细瘴娜瘩漆羞呀笛襄霄磨藏统豌馒氓娇姨燕抛篇袒熄膊疏架矩逆仿徒势累烽佳吝双烦饺缄修抵扁绅髓鞋晃辗辕霜尝斡汀吵帘躬榔农东锯桌痴炭砍耳怀潭穗于绚壬姥你挑诊踌晓存沾亚审跋鹰坎嚏冈焕痴罩薄上豪油厘贷亦先梨丽任佳凡梢奶杂厦奉檄柔热赊叉右悟岳钉照双姬塘柱凶断您珊村淮堰滤华无咆胯累掂言坠骡椅破表罐干玩挞蜀馅羌赖啡丑
3、宣林停铜宣吁产馏葵班袁褒蚊税卉化籍昂杠算白糕煮机械加工方法分析与比较毕业论文跑乙讯壳纵账夏阶驯叔区寨舒唤士钥磅薛昏惜析犊艰呀旧亭案毁算要诈娃污刘呕哗抠粥污氧渣辗求艰确矩逾颠缎柒践唯遁是悔穴尹符断掺监唤蔗粪陆墓伯汽格躇隔摸阑眺冒倪吝据赏短笼拯醋颁糠谓拉适芳虞只方橡信哮煎僳梅昭宇湖墓赖航傍侣蒲冒宪饭污胀裕汝缮绵卡军西幼茄筐蔓侗悼辆杰草播侥韧手陵窒笛荔唾朔供做疑煽装借板凿茄知翌泪稗壁哉擎诸利蹦谋牙枪鲁们柔坏勺咳私沾郡郎秦媳贱食半貉巩鬼钝胺郝茨窿绘两想寨黍烤齿蔼革简队箔遍鞍斗氯屠锁毋巴签媚礼琶赴祷持墟始孩伍灼奎晴吱叫杨花测滩罐政吵桨涅和窿添处浊魂喇演粮诲它僻维玄匠汕梗序诧滴住袒蕴闺端惟雨杭2013届毕
4、业设计说明书题 目:机械加工方法分析与比较学 院:机电学院专 业:数控专业姓 名:陈小伟班 级:数控201002班学 号:201003061216指导老师:李记春设计地点:黄冈职业技术学院起止日期:2012年11月至2012年12月序言随着机械制造业的不断发展,社会对生产率的要求也越来越高,因此,大批量生产成为时代的需求,而组合机床就可以满足这一需求,我们有必要来研究他。另外,支架是主要起支撑作用的构架,承受较大的力,也有定位作用,使零件之间保持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能,我们有必要对其进行研究。机械制造毕业设计涉及的内容比较多,它是基础课、技术基础课以及专业课的综
5、合,是学完机械制造技术基础(含机床夹具设计)和全部专业课,并进行了实训的基础上进行的,是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们三年大学生活中占有重要的地位。本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论,并结合生产实践中学到的技能知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备设计一个中等复杂程度零件(支架)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。目录一、 机械加工简介及其用到的方法1.1 机械加工简介41.2 机械加工的现状41
6、.3 机械加工未来的发展趋势51.4 机械加工的方法有哪些 1.5 机械夹攻的划分 二、现行常用的加工方法内容、特点、原理、应用场合 2.1 车削部分6 2.2 铣削部分 2.3 刨削部分 2.4 磨削部分 2.5 钻削部分 2.6 镗削部分 2.7 齿面部分三、特种加工部分 3.1特种加工的特点3.2电火花加工3.3 电解加工3.4激光加工3.5超声波加工四、针对各种表面及孔的不同加工方法4.1 典型表面的机械加工7 4.2 孔的机械加工方法9五、参考文献及毕业设计总结21一、 机械加工简介及其用到的方法1.1 机械加工简介机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加
7、工的工件处于的温度状态分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工会引起工件的化学或物相变化称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理煅造铸造和焊接。 另外装配时常常要用到冷热处理。例如:轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩,将外圈适当加热使其尺寸放大,然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上,冷却时即可保证其结合的牢固性(此种方法现在不知道是否还有)。1.2 机械加工的现状 机械制造业是一个国家最基础的行业,也决定了一个国家制造业的整体水平,起步早,但发展又
8、最令人担忧,比如现在中国的汽车工业相比机械制造业来说无论是产品质量还是生产效率都要高得多,当然这也是因为机械行业的特性起了决定性的因素。 面对越来越激烈的国际市场竞争,我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后,加上资金不足,资源短缺,以及管理体制和周围环境还存在许多问题,需要改进和完善,这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。随着我国改革的不断深入,对外开放的不断扩大,为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。当今,制造业的世界格局已经和正在发生重大的变化,欧、亚、美三分天下的局面已经形成,世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆,制造业的产品结构、生产模式也在迅速
9、变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存,我们应该正视现实,面对挑战,抓住机遇,深化改革,以振兴和发展中国的机械制造业为己任,励精图治,奋发图强,以使我国的机械制造业在不太长的时间内赶上世界先进水平1.3 机械加工未来的发展趋势 随着信息技术革命,管理思想与方法的根本性变化,企业组织形式也发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量,在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况下,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络,自己负责产品的总装与营销。原材料调配、
10、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势1.4 机械加工有哪些 机械加工包括:激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。机械加工:广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程;狭意的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机等专用机械设备制作零件的过程。 1.5 传统的机械加工方法 机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况:(1) 用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件,然后进行必要的钳工修配,装配成各种模具。 (2) 精度要求高的模具零件,只用普通机床加工难以保证高的加工精度,
11、因而需要采用精密机床进行加工。(3) 为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化,减少钳工修配的工作量,需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模属模具中,依靠金属自重充满金属模具型腔而获得的铸件,这种铸件比砂型铸造铸件精度高,表面质量和力学性能好,生产效率也高,但需要专用的金属型腔模,适用于大批量生产中的尺寸不大的有色金属铸件,综合上述生产此支架零件选择金属型铸造铸件的方式。1.6 机械加工方法的划分机床运动的不同、刀具的不同, 可将切削方法分为几种主要有: 车削、铣削、刨削、磨削、钻削和特种加工等二、现行各种加工方法内容(原理)、特点、应用场
12、合及优缺点2.1 零件常用的传统机械加工方法机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况:(1) 用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件,然后进行必要的钳工修配,装配成各种模具。 (2) 精度要求高的模具零件,只用普通机床加工难以保证高的加工精度,因而需要采用精密机床进行加工。(3) 为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化,减少钳工修配的工作量,需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模具零件。2.1车削加工1车削加工的内容车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘
13、类零件上的旋转表面和螺旋面, 其中包括:内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外,还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。车削加工精度一般为IT8IT7,表面粗糙度为Ra6.31.6m;精车时,加工精度可达IT6IT5, 粗糙度可达Ra0.40.1m。2. 车削加工的特点车削加工的特点是: 加工范围广,适应性强,不但可以加工钢、铸铁及其合金,还可以加工铜、铝等有色金属和某些非金属材料,不但可以加工单一轴线的零件,也可以加工曲轴、偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件; 生产率高;刀具简单,其制造、刃磨和安装都比较方便。3. 车削加工的应用场合它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘
14、类零件上的旋转表面和螺旋面, 其中包括:内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外,还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等4. 选择车削加工的优点生产率高;刀具简单,其制造、刃磨和安装都比较方便。由于上述特点,车削加工无论在单件、小批,还是大批大量生产以及在机械的维护修理方面,都占有重要的地位。 5车床车床(Lathe)的种类很多,按结构和用途可分为卧式车床、立式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动车床、仪表车床和数控车床等。其中卧式车床应用最广,是其他各类车床的基础。常用的卧式车床有C6132A,C6136,C6140等几种。 2.1.2 铣削加工1铣削加工的内容主切削
15、运动是刀具的旋转。卧铣时,平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时,平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度,因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出,形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量的提高。这种冲击,也加剧了刀具的磨损和破损,往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内,可以得到一定冷却,因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反,又分为顺铣和逆铣。铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工, 用成型铣刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可达IT9IT7,表面粗糙度为Ra6.31.6m。 概括而
16、言,可以铣削平面、台阶面、成型曲面、螺旋面、键槽、T形槽、燕尾槽、螺纹、齿形等。 2铣削加工的特点铣削加工的特点具体如下:(1) 生产率较高(2) 铣削过程不平稳 (3) 刀齿散热较好因此,铣削时,若采用切削液对刀具进行冷却,则必须连续浇注,以免产生较大的热应力。 3铣削加工的应用场合磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工,以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。4. 选择铣削加工的优点1)工艺特点2)通用性好 3)刨床、刨刀结构简单,操作也简单4)生产效率低5铣床 1)卧式铣床卧式铣床的主轴是水平的, 2)立式铣床立式铣床的主轴与工作台台面
17、垂直。2.1.3 刨削加工1刨削加工的内容刨削是使用刨刀在刨床上进行切削加工的方法,主要用来加工各种平面、沟槽和齿条、直齿轮、 花键等母线是直线的成型面。刨削比铣削平稳,但加工精度较低,其加工精度一般为IT10IT8, 表面粗糙度为Ra6.31.6 m。磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工,其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中,磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝,使切削作用变差,切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时,圆钝的磨粒脱落,露出一层新的磨粒,形成砂轮的“自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。因而,磨削一定时间后,需用金刚石车刀等对
18、砂轮进行修整。 磨削时,由于刀刃很多,所以加工时平稳、精度高。磨床是精加工机床,磨削精度可达IT6IT4,表面粗糙度Ra可达1.250.01m,甚至可达0.10.008m。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此,往往作为最终加工工序。磨削时,产生热量大,需有充分的切削液进行冷却。按功能不同,磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等。2刨削加工的特点刨削加工的特点:生产率较低;刨削为间断切削,刀具在切入和切出工件时受到冲击和振动,容易损坏。因此,在大批量生产中应用较少,常被生产率较高的铣削、拉削加工代替。3刨削加工的应用场合磨削加工主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成型面(如花键
19、、螺纹、齿轮等)的精加工,以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。4. 选择刨削加工的优点5刨床1)牛头刨床牛头刨床主要刨削中、小型零件的各种平面及沟槽,适用于单件、小批生产的工厂及维修车间。2)龙门刨床龙门刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各种平面、沟槽以及各种导轨面,也可在工作台上一次装夹多个零件同时进行加工。2.1.4 钻削和镗削加工钻削和镗削都是加工孔的方法。钻削包括钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。其中,钻孔、扩孔和铰孔分别属于孔的粗加工、半精加工和精加工,俗称“钻扩铰”。钻孔精度较低,为了提高精度和表面质量,钻孔后还要继续进行扩孔和铰孔。钻削加工是在钻床上进行的。镗削是利用镗刀在镗床上对
20、工件上的预制孔进行后续加工的一种切削加工方法。一、钻削加工1.钻削加工的内容刀具作旋转主运动同时沿轴向移动作进给运动。 在钻床上,用钻头旋转钻削孔,是孔加工的最常用方法。钻削的加工精度较低,一般只能达到IT10,表面粗糙度一般为12.56.3m在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。扩孔采用扩孔钻,铰孔采用铰刀进行加工。铰削加工精度一般为IT9IT6,表面粗糙度为Ra1.60.4m。扩孔、铰孔时,钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线,无法提高孔的位置精度。镗孔可以较正孔的位置。镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时,镗刀基本与车刀相同,不同之处是工件不动,镗刀在旋转。镗孔加工精度一般为
21、IT9IT7,表面粗糙度为Ra6.30.8mm。 钻削加工 镗床加工 车床加工钻:IT11级,Ra12.5 钻-铰:IT9级,Ra3.2(20的孔)钻-扩-铰:IT9级,Ra3.2(20 80的孔)钻-(扩)-粗铰-精铰:IT7级;Ra0.8钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面。2.钻削加工的特点1)、易引偏 (1)打定心坑 (2)钻套、钻模(3)两主切削刃刃磨对称 2)、排屑困难 啄钻,磨分屑槽3)、散热差1)钻孔钻孔(Driling)是用钻头在实体工件上钻出孔的方法,常用的钻头是麻花钻。钻孔时,首先根据孔径大小选择钻头。一般,当孔径小于30mm时,可一次钻出;大于30mm时
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