畢業(yè)論文飛機(jī)起落架防扭臂數(shù)控加工工藝與夾具

1、（2010屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）飛機(jī)起落架防扭臂數(shù)控加工工藝與夾具學(xué) 院（部）：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)學(xué) 生 姓 名：班 級：學(xué)號指導(dǎo)教師姓名：職稱職稱最終評定成績2010-5-27摘 要本次設(shè)計課題為“飛機(jī)起落架防扭臂數(shù)控加工工藝與夾具”，主要目的是針對飛機(jī)起落架防扭臂的數(shù)控加工工藝與夾具的設(shè)計，此次我設(shè)計的中心距為375的防扭臂。此設(shè)計說明書講敘了數(shù)控加工與運(yùn)用的一些基本知識，重點(diǎn)的描敘了工序3、4、7、15，以及相關(guān)工序的夾具設(shè)計。通過本次設(shè)計綜合的運(yùn)用了我們所學(xué)的知識，加強(qiáng)了我們對所學(xué)知識的運(yùn)用，同時也提高了我們的各項(xiàng)能力并學(xué)習(xí)到了更多的相關(guān)知識。本次設(shè)計內(nèi)容包括零件及毛坯建模

2、、材料的選擇、數(shù)控加工工藝分析和詳細(xì)加工工藝路線的制定、夾具設(shè)計以及編寫相關(guān)的數(shù)控加工程序。設(shè)計要求為設(shè)計零件的加工工藝，根據(jù)工藝要求選擇加工設(shè)備設(shè)計夾具，在保證零件精度的條件下，使加工裝備的結(jié)構(gòu)簡化、通用化，并且要保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、使用安全、方便。確保零件的可加工性，而且在保證零件可加工性同時，要充分利用加工設(shè)備，以降低成本，并在某些條件下能夠適用現(xiàn)代加工設(shè)備，充分體現(xiàn)現(xiàn)代加工設(shè)為的先進(jìn)性、優(yōu)越性。為了體現(xiàn)此次設(shè)計中以“應(yīng)用”為主，在進(jìn)行綜合設(shè)計時，運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課選修課的知識與技能去分析和解決機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的一般工程技術(shù)應(yīng)用問題，以及正確進(jìn)行工程運(yùn)算和使用技術(shù)文

3、獻(xiàn)、規(guī)格資料，運(yùn)用課程理論和生產(chǎn)實(shí)際理論進(jìn)行較復(fù)雜零件工藝與程序編制的實(shí)際訓(xùn)練，從而進(jìn)一步掌握數(shù)控加工工藝過程設(shè)計、工藝裝備設(shè)計技術(shù)和加工程序的編寫，提高我們的獨(dú)立工作能力。總而言之，確立課題主線，以主線為綱，有機(jī)融合其它課程內(nèi)容，把所學(xué)的知識和所經(jīng)歷的實(shí)踐知識充分運(yùn)用于此次設(shè)計中，在最短時間內(nèi)完成了最優(yōu)的設(shè)計。通過本設(shè)計可熟悉數(shù)控加工的整個過程和方法以及機(jī)械零件的加工工藝及其工藝規(guī)程制定；加深數(shù)控機(jī)床操作和數(shù)控編程的應(yīng)用能力；初步具備工藝分析、生產(chǎn)組織和技術(shù)管理的基本知識和能力。為學(xué)生畢業(yè)后從事數(shù)控加工工作奠定一定的實(shí)踐技能。由于編者時間和水平有限，本設(shè)計過程中肯定涉及到不少不足之處，敬請各

4、位領(lǐng)導(dǎo)和老師給予批評和指正為謝。2010/5/27目 錄摘要2目錄3第1章概述31.1、飛機(jī)零件的加工特點(diǎn)、現(xiàn)狀以及趨勢31.2、數(shù)控加工技術(shù)在航空工業(yè)中的應(yīng)用及存在的問題51.3、本課題研究內(nèi)容及意義9第二章防扭臂的功用及具體結(jié)構(gòu)102.1、功用102.2、防扭臂的結(jié)構(gòu)10第三章數(shù)控加工工藝分析及設(shè)計編程133.1、數(shù)控工藝分析理論及在本設(shè)計中的應(yīng)用133.2、防扭臂加工工藝28第四章夾具設(shè)計364.1、夾具設(shè)計意義364.2、夾具的設(shè)計的具體過程37第五章畢業(yè)設(shè)計總結(jié)44致謝45參考文獻(xiàn)45附錄146附錄249第1章 概 述1.1、飛機(jī)零件的加工特點(diǎn)、現(xiàn)狀以及趨勢航空航天設(shè)備制造業(yè)主要包括

5、飛機(jī)制造、航空航天器制造兩大部分，由于隨著人類科學(xué)不斷進(jìn)步，社會向前發(fā)展，航空航天制造業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力不但是一個國家制造業(yè)的實(shí)力標(biāo)志，而且是國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)。它是軍工制造業(yè)最為重要的組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化中有著舉足輕重、不可替代的地位和作用。飛機(jī)的制造是航天事業(yè)的主要組成部分，在它的研制設(shè)計開發(fā)中有著自己鮮明的加工特征和方法；由產(chǎn)品特點(diǎn)所決定，航空航天設(shè)備制造一般都需要大型、高速、精密、多軸和高效數(shù)控機(jī)床。航空工業(yè)作為我國國防工業(yè)的中堅力量，其數(shù)控加工能力歷來是國家制造業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)，也是世界各國高技術(shù)競爭的主戰(zhàn)場。自20世紀(jì)末以來，飛機(jī)設(shè)計制造過程中由

6、于性能上的需求而廣泛采用了整體結(jié)構(gòu)件，其中80%以上的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件均采用數(shù)控加工完成，是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工為典型的小批量、多品種產(chǎn)品，很適合采用數(shù)控加工方式，而我國在數(shù)控工藝技術(shù)、數(shù)控程編技術(shù)等方面與國外存在著較大的差距，導(dǎo)致前期工藝程編準(zhǔn)備周期較長，占據(jù)了零件整個生產(chǎn)周期的30%70%，效率亟待提高。飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件以其結(jié)構(gòu)尺寸大、理論外形復(fù)雜，典型的飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，外形變斜角變化大，外形多為雙曲面，要求成形精確。為了減輕飛機(jī)重量，增加飛機(jī)的機(jī)動性和增加有效載荷和航程，進(jìn)行輕量化設(shè)計，廣泛采用新型輕質(zhì)材料。為了提高零件強(qiáng)度和工作可靠性，主要采用

7、整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強(qiáng)度鋼、復(fù)合材料等。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件、蜂窩件不僅形狀復(fù)雜，而且孔、空穴、溝槽、加強(qiáng)筋等多，工藝剛性較差。就拿飛機(jī)起落架來說，起落架的主要材料是高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鈦合金等，隨著飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，更輕、強(qiáng)度更高、體積更大已經(jīng)形成了一個趨勢。這樣，其加工的難度也不斷提高，不夸張地說，它一直在挑戰(zhàn)著機(jī)床、刀具以及編程技術(shù)。從傳統(tǒng)機(jī)床到數(shù)控機(jī)床、多軸加工中心以及現(xiàn)在的車銑中心，隨著機(jī)床技術(shù)以及零件材料的進(jìn)步，加工工藝也在逐步地發(fā)生變化；對刀具的要求也是不斷提高的，其中有一些典型例子：傳統(tǒng)鉆擴(kuò)鉸，到如今的粗、精鏜孔；傳統(tǒng)的長鉆頭兩頭鉆深

8、孔，到如今的深孔槍鉆一次完成；傳統(tǒng)的成型板鉆加工深孔底部形狀，到如今深孔鏜刀多次走刀車內(nèi)孔形狀； 傳統(tǒng)的玉米銑刀逐步被高進(jìn)給、小切深的刀具替代；傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金銑刀精銑輪廓，到如今可換式精銑刀加工等等。這些都意味著數(shù)控加工技術(shù)對飛機(jī)零部件制造事業(yè)起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)今航空航天產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)的設(shè)計、產(chǎn)品的功能和性能以及產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性等方面都有很高甚至是苛刻的要求。在目前的發(fā)展趨勢中大量的新型材料、新結(jié)構(gòu)已在航空航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用；國防需要以及市場競爭要求航空航天產(chǎn)品的研制周期和生產(chǎn)周期大大縮短；此外，要求最終產(chǎn)品的全生命周期使用成本不斷降低。先進(jìn)制造技術(shù)廣泛地運(yùn)用到國內(nèi)外的航空航天制造業(yè)。而現(xiàn)代

9、數(shù)控技術(shù)與裝備是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成，在航空航天產(chǎn)品制造中已成為決定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。這也就對航空航天產(chǎn)品的制造技術(shù)提出了更高的要求。國家大型民用客機(jī)項(xiàng)目的啟動，從數(shù)控加工的角度看，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件尺寸顯著增大，零件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，幾何精度不斷提高，采用的材料也逐漸從過去的以鋁合金為主變?yōu)殇X合金和鈦合金并重的局面，其加工難度、工藝程編工作量和質(zhì)量控制難度大幅增加。 航空航天設(shè)備業(yè)既有國家政策的大力扶持，又具有未來相對確定的業(yè)績預(yù)期，同時產(chǎn)業(yè)整合方興未艾，在新機(jī)遇下將加速發(fā)展。在與航空、航天以及電子等領(lǐng)域的制造企業(yè)合作過程中，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品制造過程中由于零件材料和結(jié)構(gòu)工藝的新特點(diǎn)，對數(shù)控

10、機(jī)床設(shè)備能力和數(shù)控加工技術(shù)水平提出了更高的要求，企業(yè)的數(shù)控機(jī)床擁有量快速增長，加工設(shè)備的數(shù)控化率明顯提高，數(shù)控加工零件比例應(yīng)用面越來越廣泛，但是由于對新型數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)掌握不夠，缺乏合理優(yōu)化的切削參數(shù)、加工工藝數(shù)據(jù)庫和數(shù)字化數(shù)控車間管理系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平不高，數(shù)控加工質(zhì)量和效率都受到影響，尤其是在實(shí)際生產(chǎn)過程中數(shù)控加工應(yīng)用的綜合效率低，突出表現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸開動率低、加工過程主軸功率利用率低、單位時間的材料去除率低。目前飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工效率的技術(shù)瓶頸已經(jīng)逐漸發(fā)生改變，從之前的數(shù)控設(shè)備能力不足逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控工藝程編效率低下。數(shù)控工藝程編準(zhǔn)備周期過長已經(jīng)成為高效數(shù)控加工過程

11、中的薄弱環(huán)節(jié)，已不能適應(yīng)新形勢下客戶和市場的需要，所以迫切要求對工藝程編技術(shù)進(jìn)行技術(shù)革新，提高工藝程編的效率和質(zhì)量。1.2、數(shù)控加工技術(shù)在航空工業(yè)中的應(yīng)用及存在的問題航空航天設(shè)備制造業(yè)主要包括飛機(jī)制造、航空航天器制造兩大部分，由于隨著人類科學(xué)不斷進(jìn)步，社會向前發(fā)展，航空航天制造業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力不但是一個國家制造業(yè)的實(shí)力標(biāo)志，而且是國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)。它是軍工制造業(yè)最為重要的組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化中有著舉足輕重、不可替代的地位和作用。飛機(jī)的制造是航天事業(yè)的主要組成部分，在它的研制設(shè)計開發(fā)中有著自己鮮明的加工特征和方法；由產(chǎn)品特點(diǎn)所決定，航空航天設(shè)備制造一般都需要大型

12、、高速、精密、多軸和高效數(shù)控機(jī)床。航空工業(yè)作為我國國防工業(yè)的中堅力量，其數(shù)控加工能力歷來是國家制造業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)，也是世界各國高技術(shù)競爭的主戰(zhàn)場。自20世紀(jì)末以來，飛機(jī)設(shè)計制造過程中由于性能上的需求而廣泛采用了整體結(jié)構(gòu)件，其中80%以上的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件均采用數(shù)控加工完成，是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工為典型的小批量、多品種產(chǎn)品，很適合采用數(shù)控加工方式，而我國在數(shù)控工藝技術(shù)、數(shù)控程編技術(shù)等方面與國外存在著較大的差距，導(dǎo)致前期工藝程編準(zhǔn)備周期較長，占據(jù)了零件整個生產(chǎn)周期的30%70%，效率亟待提高。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件以其結(jié)構(gòu)尺寸大、理論外形復(fù)雜，典型的飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是薄壁結(jié)

13、構(gòu)，形狀復(fù)雜，外形變斜角變化大，外形多為雙曲面，要求成形精確。為了減輕飛機(jī)重量，增加飛機(jī)的機(jī)動性和增加有效載荷和航程，進(jìn)行輕量化設(shè)計，廣泛采用新型輕質(zhì)材料。為了提高零件強(qiáng)度和工作可靠性，主要采用整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強(qiáng)度鋼、復(fù)合材料等。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件、蜂窩件不僅形狀復(fù)雜，而且孔、空穴、溝槽、加強(qiáng)筋等多，工藝剛性較差。就拿飛機(jī)起落架來說，起落架的主要材料是高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鈦合金等，隨著飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，更輕、強(qiáng)度更高、體積更大已經(jīng)形成了一個趨勢。這樣，其加工的難度也不斷提高，不夸張地說，它一直在挑戰(zhàn)著機(jī)床、刀具以及編程技術(shù)。從傳統(tǒng)機(jī)床到數(shù)控機(jī)床

14、、多軸加工中心以及現(xiàn)在的車銑中心，隨著機(jī)床技術(shù)以及零件材料的進(jìn)步，加工工藝也在逐步地發(fā)生變化；對刀具的要求也是不斷提高的，其中有一些典型例子：傳統(tǒng)鉆擴(kuò)鉸，到如今的粗、精鏜孔；傳統(tǒng)的長鉆頭兩頭鉆深孔，到如今的深孔槍鉆一次完成；傳統(tǒng)的成型板鉆加工深孔底部形狀，到如今深孔鏜刀多次走刀車內(nèi)孔形狀； 傳統(tǒng)的玉米銑刀逐步被高進(jìn)給、小切深的刀具替代；傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金銑刀精銑輪廓，到如今可換式精銑刀加工等等。這些都意味著數(shù)控加工技術(shù)對飛機(jī)零部件制造事業(yè)起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)今航空航天產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)的設(shè)計、產(chǎn)品的功能和性能以及產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性等方面都有很高甚至是苛刻的要求。在目前的發(fā)展趨勢中大量的新型材料、新結(jié)構(gòu)已

15、在航空航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用；國防需要以及市場競爭要求航空航天產(chǎn)品的研制周期和生產(chǎn)周期大大縮短；此外，要求最終產(chǎn)品的全生命周期使用成本不斷降低。先進(jìn)制造技術(shù)廣泛地運(yùn)用到國內(nèi)外的航空航天制造業(yè)。而現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)與裝備是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成，在航空航天產(chǎn)品制造中已成為決定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。這也就對航空航天產(chǎn)品的制造技術(shù)提出了更高的要求。國家大型民用客機(jī)項(xiàng)目的啟動，從數(shù)控加工的角度看，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件尺寸顯著增大，零件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，幾何精度不斷提高，采用的材料也逐漸從過去的以鋁合金為主變?yōu)殇X合金和鈦合金并重的局面，其加工難度、工藝程編工作量和質(zhì)量控制難度大幅增加。 航空航天設(shè)備業(yè)既有國家政策的大力扶持，

16、又具有未來相對確定的業(yè)績預(yù)期，同時產(chǎn)業(yè)整合方興未艾，在新機(jī)遇下將加速發(fā)展。在與航空、航天以及電子等領(lǐng)域的制造企業(yè)合作過程中，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品制造過程中由于零件材料和結(jié)構(gòu)工藝的新特點(diǎn)，對數(shù)控機(jī)床設(shè)備能力和數(shù)控加工技術(shù)水平提出了更高的要求，企業(yè)的數(shù)控機(jī)床擁有量快速增長，加工設(shè)備的數(shù)控化率明顯提高，數(shù)控加工零件比例應(yīng)用面越來越廣泛，但是由于對新型數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)掌握不夠，缺乏合理優(yōu)化的切削參數(shù)、加工工藝數(shù)據(jù)庫和數(shù)字化數(shù)控車間管理系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平不高，數(shù)控加工質(zhì)量和效率都受到影響，尤其是在實(shí)際生產(chǎn)過程中數(shù)控加工應(yīng)用的綜合效率低，突出表現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸開動率低、加工過程主軸功

17、率利用率低、單位時間的材料去除率低。目前飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工效率的技術(shù)瓶頸已經(jīng)逐漸發(fā)生改變，從之前的數(shù)控設(shè)備能力不足逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控工藝程編效率低下。數(shù)控工藝程編準(zhǔn)備周期過長已經(jīng)成為高效數(shù)控加工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，已不能適應(yīng)新形勢下客戶和市場的需要，所以迫切要求對工藝程編技術(shù)進(jìn)行技術(shù)革新，提高工藝程編的效率和質(zhì)量。自1952年，世界上第一臺數(shù)控機(jī)床誕生以來，數(shù)控技術(shù)與數(shù)控裝備已經(jīng)歷了近60年的發(fā)展。21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。近年來隨著市場競爭、用戶需求和技術(shù)進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)在航天航空事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中起到了至關(guān)重要的作用。航空航天產(chǎn)品中的零部件中大多數(shù)需要經(jīng)過切削加工這

18、一工藝過程，數(shù)控加工技術(shù)和數(shù)控加工設(shè)備已成為航空航天產(chǎn)品制造中的主要需求之一。發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床約占機(jī)床總量的40%，在航空航天制造企業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的比例則要高許多，有的高達(dá)80%以上。在航空航天產(chǎn)品制造過程中，對數(shù)控技術(shù)與裝備的需求呈現(xiàn)出以下六個特點(diǎn)：機(jī)械加工的數(shù)控化率要求高，幾乎對各種類的數(shù)控機(jī)床都有需求；對數(shù)控機(jī)床利用率及數(shù)控加工效率要求高；數(shù)控加工已成為CAD/CAPP/CAM集成應(yīng)用及“無圖紙制造”的基礎(chǔ)；高速高精度數(shù)控切削加工已成為必然趨勢；要求對不同材料和結(jié)構(gòu)的零部件數(shù)控加工工藝及切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；部分?jǐn)?shù)控技術(shù)與裝備具有專用性。 航空航天產(chǎn)品從構(gòu)成上可分為主機(jī)（或主體結(jié)構(gòu)）、發(fā)動機(jī)

19、、機(jī)(彈、箭、星)載設(shè)備或部件等組成部分，以上各部分的零部件中的大多數(shù)需要經(jīng)過切削加工這一工藝過程，數(shù)控加工技術(shù)和數(shù)控加工設(shè)備已成為航空航天產(chǎn)品制造中的主要需求之一。發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床約占機(jī)床總量的40%，在航空航天制造企業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的比例則要高許多，有的高達(dá)80%以上。在航空航天產(chǎn)品制造過程中，對數(shù)控技術(shù)與裝備的需求呈現(xiàn)出以下六個特點(diǎn)：機(jī)械加工的數(shù)控化率要求高，幾乎對各種類的數(shù)控機(jī)床都有需求；對數(shù)控機(jī)床利用率及數(shù)控加工效率要求高；數(shù)控加工已成為CAD/CAPP/CAM集成應(yīng)用及“無圖紙制造”的基礎(chǔ)；高速高精度數(shù)控切削加工已成為必然趨勢；要求對不同材料和結(jié)構(gòu)的零部件數(shù)控加工工藝及切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)

20、化；部分?jǐn)?shù)控技術(shù)與裝備具有專用性。在飛機(jī)主機(jī)（機(jī)體）制造過程中，對多坐標(biāo)/高速/高剛性/大功率的數(shù)控龍門銑床、床身式立銑床、立式加工中心以及專用高速蜂窩銑床和長桁緣條銑床等數(shù)控加工設(shè)備的需求量大，主要用于整體構(gòu)件（如機(jī)身、機(jī)翼、尾翼上的大型整體壁板/框等）、鈦合金、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件以及其它高強(qiáng)度合金鋼的梁/肋/接頭類復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件等的數(shù)控加工。在航天產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)的制造過程中，對數(shù)控技術(shù)與裝備的需求集中在數(shù)控旋壓機(jī)床、多軸數(shù)控銑削、數(shù)控車削、數(shù)控車銑復(fù)合加工中心等，用于各種彈體、箭體、星體結(jié)構(gòu)的數(shù)控成形與數(shù)控切削加工。在飛機(jī)制造方面，可以分為飛機(jī)的發(fā)動機(jī)、機(jī)身類零部件、飛機(jī)載設(shè)備和飛機(jī)起落裝備等部分

21、說明。由于飛機(jī)的發(fā)動機(jī)種類很多，加工方式大同小異，所需設(shè)備以高精度數(shù)控機(jī)床為主，如加工箱體的4軸以上聯(lián)動臥式加工中心和立式加工中心、加工葉片的5軸聯(lián)動葉片加工中心、加工主軸用數(shù)控車床和高精度數(shù)控磨床等；機(jī)身類零部件（包括機(jī)頭、機(jī)翼和尾翼等）主要為大型框架結(jié)構(gòu)，材料以鋁合金和鈦合金等為主，其加工工藝也是大同小異，設(shè)備以數(shù)控龍門式機(jī)床為主，如數(shù)控龍門鏜銑床、數(shù)控龍門加工中心、數(shù)控落地銑鏜床、數(shù)控5軸聯(lián)動龍門加工中心等；由于飛機(jī)載設(shè)備種類很多，所需設(shè)備也比較復(fù)雜，一般需要規(guī)格較小的高精高速的數(shù)控機(jī)床，如中小型高精度立式加工中心、高精度數(shù)控車床和數(shù)控磨床等。飛機(jī)起落裝備所需材料比較特殊，起落支架采用高

22、強(qiáng)度的鈦合會等材料，加工難度大，其毛坯需要萬噸壓力機(jī)鍛造成型，機(jī)械加工需要數(shù)控落地銑鏜床、龍門5軸聯(lián)動加工中心等設(shè)備。航空機(jī)載設(shè)備的關(guān)鍵部件種類多、尺寸小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高，對精密數(shù)控鏜銑床和加工中心、精密數(shù)控車床和車削中心、精密數(shù)控萬能外圓磨床、數(shù)控電火花機(jī)床和線切割機(jī)床等數(shù)控設(shè)備有重要的需求，以滿足各種殼體、閥體、液壓偶件、液壓平板閥、光管、激光陀螺反射鏡、非球面光學(xué)零件等零部件的精密、超精密加工要求。航天產(chǎn)品的彈/箭/星載設(shè)備主要為控制、導(dǎo)引、探測部件等高精度的精密儀器與機(jī)械，對數(shù)控技術(shù)與裝備的要求主要是：精密數(shù)控車床和車削中心、高精度萬能數(shù)控磨床、數(shù)控光學(xué)坐標(biāo)磨床和成形磨床、高精度數(shù)控

23、電火花加工機(jī)床等。 航空發(fā)動機(jī)制造對數(shù)控立式車床和立式車削中心、立式銑削加工中心、立臥轉(zhuǎn)換加工中心、數(shù)控鏜銑床、高效專用葉片加工中心、榫齒成形磨床、數(shù)控電火花加工機(jī)床等需求量較大，主要用于采用難加工材料（多為鈦合金、高溫合金或復(fù)合材料）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的整體機(jī)匣、整體葉輪和葉盤等結(jié)構(gòu)件和各種復(fù)雜型面葉片的加工。航天產(chǎn)品的發(fā)動機(jī)制造中，推力室內(nèi)外壁結(jié)構(gòu)、閥門、活門、轉(zhuǎn)子葉片等的加工，對數(shù)控銑床/銑削中心、精密數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等數(shù)控設(shè)備有較多的需求。航空航天設(shè)備制造業(yè)大發(fā)展對機(jī)床行業(yè)具有很強(qiáng)的帶動作用。結(jié)合航空航天設(shè)備的特點(diǎn)，未來航空航天制造企業(yè)將采購一大批高速加工中心、5軸加工中心和5軸高速龍門銑

24、床等關(guān)鍵設(shè)備。目前重點(diǎn)急需的是5軸加工中心。加工航天發(fā)射的運(yùn)載火箭、艙體等大件，需要100t以上大噸位旋壓機(jī)，3000mm以上5軸雙柱立式車銑中心、16000mm以上落地銑鏜加工中心、加工寬度2000mm以上寬龍門鏜銑加工中心等重型機(jī)床。 總體來講，無論是從數(shù)量上、精度上、功能上以及加工尺寸范圍上，航空航天產(chǎn)品制造對數(shù)控技術(shù)與裝備的需求量是十分明確和迫切的，數(shù)控機(jī)床的數(shù)量、性能、精度、加工能力及應(yīng)用水平，在一定意義上，已經(jīng)成為航空航天產(chǎn)品制造中的瓶頸問題，因此，人們已經(jīng)深切地意識到數(shù)控加工技術(shù)在航空航天制造企業(yè)一級機(jī)械其他相關(guān)行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用1.3、本課題研究內(nèi)容及意義本課題來源于陜西

25、某航空制造企業(yè)，以飛機(jī)起落架上的防扭臂為分析研究對象。首先根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及要求，結(jié)合來源單位的設(shè)備擁有情況，分析其加工工藝，詳細(xì)設(shè)計工序，并編寫數(shù)控加工程序，最后對重要工序的夾具進(jìn)行研究設(shè)計。由于防扭臂精度等級較高，一般為6級，在結(jié)構(gòu)方面含曲面、孔以及不對稱結(jié)構(gòu)，因此，以防扭臂為加工對象，通過分析其加工工藝并編寫數(shù)控加程序，設(shè)計夾具，能夠使設(shè)計者全面地了解數(shù)控加工工藝設(shè)計及編程的全過程，提高學(xué)生的理論知識和實(shí)踐能力，為我國的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和航空工業(yè)中的發(fā)展培養(yǎng)人才。第二章 防扭臂的功用及具體結(jié)構(gòu)2.1、功用防扭臂為飛機(jī)起落架上的一重要零件，通常以上防扭臂和下防扭臂成對出現(xiàn)。上防扭臂上端和減震支

26、柱外筒鉸接，下防扭臂下端和減震支柱內(nèi)筒鉸接，上、下防扭臂也鉸接在一起。3個鉸鏈軸平行，且和減震支柱垂直，使得減震支柱的內(nèi)筒和外筒能夠伸縮運(yùn)動，卻不能相對轉(zhuǎn)動。因此防扭臂的功用就是在飛機(jī)起飛和著地時，防止減震支柱的內(nèi)筒和外筒出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動。2.2、防扭臂的結(jié)構(gòu)防扭臂的大概輪廓都為三角形，如下圖2-1所示。但不同的飛機(jī)型號其起落架上的防扭臂結(jié)構(gòu)有所區(qū)別。現(xiàn)已AXXX型飛機(jī)的防扭臂為例說明防扭臂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。圖2- 零件立體圖2-2 AXXX防扭臂俯視圖和主視圖以上圖2-2AXXX防扭臂結(jié)構(gòu)分析防扭臂的結(jié)構(gòu)，零件為上下對稱，左右前后不對稱結(jié)構(gòu)。三角形輪廓上帶有三個耳片，每個耳片上都有通孔，其中有兩個孔為同

27、軸孔，它們的軸線和第三個孔的軸線相互平行，并有一定的位置公差要求。以兩平行的孔的軸線將防扭臂分為兩端，一端帶雙耳片，一端帶單耳片。三角架主體中間有減輕結(jié)構(gòu)，中間為一凹面，凹面為一空間曲面且?guī)в幸豢讖綖?0的通孔。雙耳片孔的內(nèi)側(cè)都有倒角和沉孔，單耳片孔的兩端面都有倒角和沉槽。由于防扭臂為航空航天設(shè)備上的零件，因此防扭臂的精度等級較高，此AXXX防扭臂其同軸孔的同軸度要求達(dá)到0.03，單耳片軸線與雙耳片軸線的平行度公差值小于0.02，且單耳片端面與孔的中心線垂直度小于0.03。該零件的表面粗糙度精度等級也較高，由圖可以看出粗糙度要求為1.63.2。由于航空設(shè)備質(zhì)量要求輕，一般采用輕質(zhì)量金屬，唱采用

28、鋁合金。在課題的來源企業(yè)，該零件的的年生產(chǎn)量達(dá)到5000件，為批量生產(chǎn)。第三章 數(shù)控加工工藝分析及設(shè)計編程3.1、數(shù)控工藝分析理論及在本設(shè)計中的應(yīng)用、數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容工藝設(shè)計是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，它必須在編程之前完成。數(shù)控加工工藝設(shè)計主要包括下列內(nèi)容：(1)選擇并決定零件的數(shù)控加工內(nèi)容；(2)零件圖樣的數(shù)控加工性分析；(3)數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計；(4)數(shù)控加工工序設(shè)計；(5)數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫。數(shù)控加工工藝原則和內(nèi)容在許多方面與普通機(jī)床加工工藝基本相似，下面主要針對數(shù)控加工的不同點(diǎn)進(jìn)行簡要說明3.1.2、數(shù)控加工工藝設(shè)計過程（1） 數(shù)控加工工藝設(shè)計準(zhǔn)備1） 選擇并

29、確定數(shù)控加工的內(nèi)容對零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇出那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇并作出決定時，應(yīng)結(jié)合本單位的實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。在選擇時，一般可按下列順序考慮：通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容，例如葉片、較復(fù)雜的模具內(nèi)腔或外形、非圓齒輪、凸輪的加工等；通用機(jī)床難加工、質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； 通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容，一般在數(shù)控機(jī)床尚存在富余加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合經(jīng)濟(jì)效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，

30、下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工：需要通過較長時間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容，如：零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件的基準(zhǔn)平面、定位面等部位的加工等；必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其它加工內(nèi)容。主要原因是采集編程用的數(shù)據(jù)有困難，協(xié)調(diào)效果也不一定理想；按某些特定的制造依據(jù)(如樣板、樣件、模胎等)加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)難，易與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度；不能在一次安裝中加工完成的其它零散部位，采用數(shù)控加工很繁雜，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)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(zhuǎn)情況等等，總之，要盡量做到合理，既要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特長和能力，又不要把數(shù)控機(jī)床降格

31、為通用機(jī)床使用。本課題的研究對象防扭臂由于屬于航空產(chǎn)品，精度要求較高，且課題的來源企業(yè)的機(jī)械加工設(shè)備基本上都是改進(jìn)的數(shù)控機(jī)床或中檔的數(shù)控機(jī)床，因此機(jī)械加工的內(nèi)容除鉗工其他切削加工都在數(shù)控機(jī)床上加工。因此，零件的切削加工都為數(shù)控加工內(nèi)容。2）對零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝性分析對適合數(shù)控加工的工件圖樣進(jìn)行分析，以明確數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容的加工要求。分析工件圖是其加工工藝的開始，工件圖提出的要求又是加工工藝的結(jié)果和目標(biāo)。(1) 對尺寸標(biāo)注的分析工件圖樣用尺寸標(biāo)注確定零件形狀、結(jié)構(gòu)大小和位置要求，是正確理解零件加工要求的主要的依據(jù)。數(shù)控加工工藝人員對零件尺寸標(biāo)注的分析應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：分析圖樣尺寸標(biāo)注方法是否適

32、應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。對數(shù)控加工來說，尺寸從同一基準(zhǔn)標(biāo)注，便于工藝編程時保持設(shè)計、工藝、檢測基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致。而采取不同基準(zhǔn)的局部分散尺寸標(biāo)注，常常給加工工藝設(shè)計帶來諸多不便。分析圖樣中加工輪廓的幾何元素是否充分。由于零件設(shè)計人員在設(shè)計過程中考慮不周或被疏忽，常常出現(xiàn)構(gòu)成零件輪廓的幾何元素條件不充分，有錯、漏、矛盾、模糊不清的情況。當(dāng)發(fā)生以上各項(xiàng)缺陷時，應(yīng)向圖樣的設(shè)計人員或技術(shù)管理人員及時反映，解決后方可進(jìn)行程序編制工作。分析設(shè)計基準(zhǔn)與工藝定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一問題，分析定位基準(zhǔn)面的可靠性，以便設(shè)計裝夾方案時，采取措施減少定位誤差。(2) 公差要求分析分析零件圖樣上的公差要求，以確定控制其尺寸精度

33、的加工工藝。影響到尺寸加工精度的工藝因素有機(jī)床的選擇、刀具對刀方案、工件裝夾定位選擇及確定切削用量等因素。尺寸公差，從零件的設(shè)計角度看，是表示工件尺寸所允許的誤差的范圍，它的大小影響零件的使用性能；從工件加工工藝的角度來解讀公差，它首先是生產(chǎn)的命令之一，它規(guī)定加工中所有加工因素引起加工因素誤差大小的總和必須在該公差范圍內(nèi)，或者說所有的加工因素分享了這個公差，公差是所有加工因素公共的允許誤差。對數(shù)控加工而言，由機(jī)床、夾具、刀具和工件所組成的統(tǒng)一體稱為“工藝系統(tǒng)”。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是零件產(chǎn)生加工尺寸誤差的根源。工藝系統(tǒng)誤差有控制系統(tǒng)的誤差，機(jī)床伺服系統(tǒng)的誤差，零件定位誤差，對刀誤差以及機(jī)床、工

34、件、刀具的剛性等引起的其他誤差等。除工藝系統(tǒng)誤差外，還包括程序編制的坐標(biāo)數(shù)據(jù)值、刀具補(bǔ)償值、刀具磨損補(bǔ)償值的誤差等。對于數(shù)控切削加工，零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動機(jī)械運(yùn)動副幾何精度的影響。如沿X坐標(biāo)軸運(yùn)動的方向線與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。(3) 表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。機(jī)械加工時，表面粗糙度形成的原因，主要有兩方面，一是幾何因素，二是物理因素。影響表面粗糙度的幾何因素，主要是刀具相對工件作進(jìn)給運(yùn)動時，在加工表面留下的切削層殘留面積。殘留面積越大，表面越粗糙。殘留面積

35、的大小與進(jìn)給量、刀尖圓弧半徑及刀具的主副偏角有關(guān)。物理因素是與被加工材料性質(zhì)和與切削機(jī)理相關(guān)的因素。如：當(dāng)?shù)毒咧兴偾邢魉苄圆牧蠒r產(chǎn)生積屑瘤與鱗刺，使加工表面的粗糙程度高；工藝系統(tǒng)中的高頻振動，使刀刃在加工表面留下振紋，增大了表面粗糙度值(4) 其它要求分析圖樣上給出的零件材料要求，是選擇刀具(材料、幾何參數(shù)及使用壽命)和選擇機(jī)床型號及確定有關(guān)切削用量等的重要依據(jù)。零件的加工件數(shù)，對裝夾與定位、刀具選擇、工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的因素。、零件工藝性分析與毛坯的選擇一、零件工藝性分析1、查零件圖的完整性：審查零件圖上的尺寸標(biāo)注是否完整、結(jié)構(gòu)表達(dá)是否清楚。2、分析技術(shù)要求是否合理：（1

36、）加工表面的尺寸精度；（2）主要加工表面的形狀精度；（3）主要加工表面的相互位置精度；（4）表面質(zhì)量要求；（5）熱處理要求。零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標(biāo)注，應(yīng)根據(jù)零件的功能經(jīng)濟(jì)合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。3、審查零件材料選用是否適當(dāng)：材料的選擇既要滿足產(chǎn)品的使用要求，又要考慮產(chǎn)品成本，盡可能采用常用材料，如45號鋼，少用貴重金屬。4、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析：（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性： 是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。它包括零件的各個制造過程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工

37、等工藝性。由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，主要進(jìn)行零件切削加工工藝性分析。（2）機(jī)械加工對零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求思考題：分析下圖中零件局部結(jié)構(gòu)工藝性存在的問題，并提出改進(jìn)意見。（3）機(jī)械加工對零件整體結(jié)構(gòu)工藝性的要求零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應(yīng)考慮零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性，具體有以下幾點(diǎn)要求：1）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。2）在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值3）盡量選用切削加工性好的材料4）有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面。5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。二、毛坯的選擇毛坯種類的選

38、擇不僅影響毛坯的制造技術(shù)及費(fèi)用，而且也與零件的機(jī)械加工技術(shù)和加工質(zhì)量密切相關(guān)。為此需要毛坯制造和機(jī)械加工兩方面的技術(shù)人員密切配合，合理地確定毛坯的種類、結(jié)構(gòu)形狀，并繪出毛坯圖。（一）常見的毛坯種類常見的毛坯種類有以下幾種：1、鑄件對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造技術(shù)制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。各種鑄造技術(shù) 及技術(shù)特點(diǎn)見表 3-9 。2、鍛件鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小

39、批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。其鍛造技術(shù)及技術(shù)特點(diǎn)見表 3-9 。3、型材型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造技術(shù)，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機(jī)械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。4、焊接件焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。5、其它毛坯其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。（二）

40、毛坯的選擇技術(shù)選擇毛坯時應(yīng)該考慮如下幾個方面的因素：1、零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)大量生產(chǎn)的零件應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造技術(shù)，用于毛坯制造的昂貴費(fèi)用可由材料消耗的減少和機(jī)械加工費(fèi)用的降低來補(bǔ)償。如鑄件采用金屬模機(jī)器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產(chǎn)時應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造技術(shù)。2、零件材料的技術(shù)性例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)選擇鍛造件毛坯。3、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸形狀復(fù)雜的毛坯，一般采用鑄造技術(shù)制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各段

41、直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機(jī)械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟(jì)性等。（三）毛坯的形狀及尺寸毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸與

42、零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關(guān)。如鑄造毛坯的加工余量，是由鑄件最大尺寸、公稱尺寸（兩相對加工表面的最大距離或基準(zhǔn)面到加工面的距離）、毛坯澆注時的位置（頂面、底面、側(cè)面）、鑄孔的尺寸等因素確定的。對于單件小批生產(chǎn)，鑄件上直徑小 30mm 和鑄鋼件上直徑小于 60mm 的孔可以不鑄出。而對于鍛件，若用自由鍛，當(dāng)孔徑小于 30mm 或長徑比大于 3 的孔可以不鍛出。對于鍛件應(yīng)考慮鍛造圓角和模鍛斜度。帶孔的模鍛件不能直接鍛出通孔，應(yīng)留沖孔連皮等。毛坯的形狀和尺寸的確定，除了將毛坯余量附在零件相應(yīng)的加工表

43、面上之外，有時還要考慮到毛坯的制造、機(jī)械加工及熱處理等技術(shù)因素的影響。在這種情況下，毛坯的形狀可能與工件的形狀有所不同。例如，為了加工時安裝方便，有的鑄件毛坯需要鑄出必要的技術(shù)凸臺。技術(shù)凸臺在零件加工后一般應(yīng)切去。又如車床開合螺母外殼，它由兩個零件合成一個鑄件，待加工到一定階段后再切開，以保證加工質(zhì)量和加工方便（四）選擇毛坯的原則：（1）選擇原則：毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機(jī)械加工。（2）毛坯選擇應(yīng)考慮的因素：生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。簩τ诖笈罅可a(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機(jī)械加工，節(jié)省材料?，F(xiàn)有生產(chǎn)條件：要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。由于防扭臂的精度要求較高

44、，且在加工中需變換基準(zhǔn)才能保證結(jié)構(gòu)各尺寸的公差要求，特別對于精度要求較高形面需多次加工才能保證表面粗糙度和形位公差，所以防扭臂的加工余量一般為10mm左右；另外因?yàn)榉琅け鄣耐庑味嘤汕婧图庸び嗔亢茈y保證均勻，因此在加工時，常在粗加工之前需增加去除多余余量使要加工面的在粗加工時的余量分布較均勻。 數(shù)控機(jī)床的選擇合理選用機(jī)床，才能以合理的投入，獲得最佳生產(chǎn)效果。考慮零件特點(diǎn)和加工要求，全面衡量數(shù)控機(jī)床特征，是選用合適的數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵。數(shù)控設(shè)備的選用應(yīng)從以下幾個方面考慮。(1) 考慮機(jī)床的加工目標(biāo)選用數(shù)控機(jī)床時總是有一定的出發(fā)點(diǎn)，目的是解決生產(chǎn)中的某一個或幾個問題，選是為了用，選中的數(shù)控機(jī)床應(yīng)能較好

45、地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。例如考慮數(shù)控機(jī)床的加工目標(biāo)是為了加工復(fù)雜的零件？還是為了提高加工效率？是為了提高精度？還是為了集中工序，縮短周期？或是實(shí)現(xiàn)柔性加工要求？有了明確的目標(biāo)，有針對性地選用機(jī)床，才能以合理的投入，獲得最佳效果。(2) 考慮機(jī)床工藝范圍、類型不同工藝類型的數(shù)控機(jī)床或加工中心，其使用范圍也有一定的局限性，只有加工在其工藝范圍內(nèi)的工件，才能達(dá)到良好的效果。各種加工機(jī)床都有其最佳加工的典型零件。如，立式數(shù)控銑床及鏜銑加工中心適用于加工平面凸輪、樣板、箱蓋、殼體等形狀復(fù)雜單面加工零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等；臥式銑床和加工中心配合回轉(zhuǎn)工作臺適用于加工箱體、泵體、殼體有多面加工任務(wù)的零件，如果

46、對箱體的側(cè)面與頂面要求在一次裝夾中加工，可選用五面體加工中心。大多數(shù)工件可以用二軸半聯(lián)動的機(jī)床來加工，有些工件需要用三軸、四軸甚至五軸聯(lián)動加工。機(jī)床聯(lián)動功能的冗余是也是一種浪費(fèi)，而且給使用、維護(hù)、修理帶來不必要的麻煩。例如：當(dāng)工件只要鉆削或銑削加工時，就不要選用加工中心；能用數(shù)控車床完成的工件，就不必選用數(shù)控車削中心。對機(jī)床工藝范圍和類型的選擇，應(yīng)以夠用為度，不宜盲目地追求“先進(jìn)性”。(3)考慮機(jī)床規(guī)格主要是指機(jī)床的工作臺尺寸以及運(yùn)動范圍等。工件在工作臺上安裝時要留有適當(dāng)?shù)男ＵA緊的位置；各坐標(biāo)的行程要滿足加工時刀具的進(jìn)、退刀要求；工件較重時，要考慮工作臺的額定荷重；尺寸較大的工件，要考慮加

47、工中不要碰到防護(hù)罩，也不能妨礙換刀動作；對數(shù)控車床主要考慮卡盤直徑、頂尖間距、主軸孔尺寸、最大車削直徑及加工長度等。(4) 考慮主電機(jī)功率及進(jìn)給驅(qū)動力等使用數(shù)控機(jī)床加工時，常常是粗、精加工在一次裝夾下完成。因此，選用時要考慮主電動機(jī)功率是否能滿足粗加工要求，轉(zhuǎn)速范圍是否合適；鉸孔和攻螺紋時要求低速大扭矩；鉆孔時，尤其鉆直徑較大的孔，要驗(yàn)算進(jìn)刀力是否足夠。對有恒切削速度控制的機(jī)床，其主電機(jī)功率要相當(dāng)大，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時速度跟隨，例如f360mm的數(shù)控機(jī)床，主電動機(jī)功率達(dá)27kW。(5)考慮加工精度及精度保持性影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素很多，如編程精度、插補(bǔ)精度、伺服系統(tǒng)跟隨精度、機(jī)械精度等，在機(jī)床使

48、用過程中還會有很多影響加工精度的因素發(fā)生，如溫度的影響、力、振動、磨損的影響等等。對用戶選用機(jī)床而言，主要考慮的是綜合加工精度，即加工一批零件，然后進(jìn)行測量，統(tǒng)計、分析誤差分布情況。選擇機(jī)床的精度等級應(yīng)根據(jù)被加工工件關(guān)鍵部位的加工精度要求來確定，一般來說，批量生產(chǎn)零件時，實(shí)際加工出的精度公差數(shù)值為機(jī)床定位精度公差數(shù)值的1.52倍。(6) 考慮設(shè)備運(yùn)行的可靠性設(shè)備故障是最令人頭痛的問題，特別是同類設(shè)備臺數(shù)少時，設(shè)備故障將直接影響生產(chǎn)。機(jī)床穩(wěn)定可靠性高，既有數(shù)控系統(tǒng)的問題，也有機(jī)械部分的問題，尤其是數(shù)控系統(tǒng)部分。選擇的設(shè)備一個是要少出故障，同時還要考慮排除故障要及時。衡量設(shè)備可靠性的兩個指標(biāo)。平均

49、無故障時間（MTBF），其值可表示成：MTBF=總工作時間/總故障次數(shù)（小時）。平均排除故障時間（MTTR），即從出現(xiàn)故障直到故障排除恢復(fù)正常為止的平均時間。(7) 考慮機(jī)床配置機(jī)床配置主要包括換刀裝置、冷卻裝置、排屑裝置等。數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)塔刀架有412把刀，大型機(jī)床還多些，有的機(jī)床具有雙刀架或三刀架。按加工零件的復(fù)雜程度，一般選取812把刀已足夠（其中包括備用刀）。加工中心的刀庫容量有1040把、60把、80把、120把等配置。選用時以夠用為原則，同時考慮換刀時間、相配的刀具系統(tǒng)。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都使用大流量的冷卻液，不僅可以降低切削區(qū)的溫度，保證高效率地切削，而且可以起著沖屑的作用。根據(jù)課題來源

50、企業(yè)的設(shè)備擁有狀況及設(shè)備管理狀況，選擇防扭臂的數(shù)控加工機(jī)床為立式數(shù)控銑床YCM-458B或臥式數(shù)控銑床BMC-135。 加工工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： （1）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時間的限制（如一道工序在一個班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會增加出錯率、查錯與檢索困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （2）以加工部分劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平

51、面等。 （3）以粗、精加工劃分工序。對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生較大的變形而需要進(jìn)行校形，因此一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的工件都要將工序分開。 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾進(jìn)的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： （1）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(jī)床加工工序的也要綜合考慮。 （2）先進(jìn)行內(nèi)型腔加工工序，后進(jìn)行外型腔加工工序。 （3）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。 （4）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次

52、數(shù)與挪動壓板次數(shù)。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。什么零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，也要根據(jù)實(shí)際需要和生產(chǎn)條件確定，要力求合理。 防扭臂的加工屬于批量生產(chǎn)，且精度要求加工，再加工中還需要穿插一些熱處理程序，因此對數(shù)控加工工序的劃分時在將孔加工、平面加工和曲面加工劃分為不同工序的同時，也應(yīng)將粗精加工劃分為不同的工序。 加工順序的安排加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：1）上道工序的加工不能影響

53、下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。2）先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序。3）以相同定位、夾緊方式或用同一把刀具加工的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。4）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。由于防扭臂的單雙耳片孔的形狀尺寸、單耳片軸線與雙耳片軸線的距離及平行度都有較高精度要求，因此在單雙耳片孔加工之前應(yīng)進(jìn)行中間孔的加工以及基準(zhǔn)面的加工以獲得孔加工的定位基準(zhǔn)，同時對零件減輕腔的加工又應(yīng)該以單雙耳片孔為定位基準(zhǔn)一保證兩面減輕腔尺寸的一致性。所以在加工順序的安排時應(yīng)注意各項(xiàng)加工內(nèi)容的定位工藝基準(zhǔn)以安排零

54、件的工序順序。 工件裝夾方式的確定1)定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定 力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面。避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，2)夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)；盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其它通用夾具。當(dāng)成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單。工件的加工部位要敞開，夾具上的任何部分都不能影響加工中刀具的正常走刀，不能產(chǎn)生碰撞。夾緊力應(yīng)力求通過靠近主要支承點(diǎn)或在支承點(diǎn)所組成的三角形

55、內(nèi)。應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方。盡量不要在被加工孔的上方，以減少零件變形。裝卸零件要方便、迅速、可靠，以縮短準(zhǔn)備時間，有條件時，批量較大的零件應(yīng)采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。在防扭臂的加工中，由于其不規(guī)則，且具有空間曲面，完成所有的加工內(nèi)容需選取不同的工藝定位基準(zhǔn)。且夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，考慮該零件為批量生產(chǎn)，且精度要求較高，所以對于精度要求高的內(nèi)容的加工常采用專用夾具。 對刀點(diǎn)的確定對刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上找正、裝夾后，用于確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)，同時也是數(shù)控加工中刀具相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)。為保證加工的正確，在編制程序時，應(yīng)合理設(shè)置對刀點(diǎn)。其原則是：1)在機(jī)床上找正容易

56、。 2)編程方便。3)對刀誤差小。 4)加工時檢查方便、可靠。對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工的零件上，也可以設(shè)在夾具上，但都必須與零件的編程原點(diǎn)有一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系，這樣才能確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互關(guān)系。對刀點(diǎn)既可以與編程原點(diǎn)重合，也可以不重合，這主要取決于加工精度要求和對刀是否方便。為了提高零件的加工精度，對刀點(diǎn)應(yīng)盡可能選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例如以零件上已有加工孔的中心作為對刀點(diǎn)較為合適。有時零件上沒有合適的孔，也可以加工工藝孔用來對刀。對刀時應(yīng)使對刀點(diǎn)與刀位點(diǎn)重合。所謂刀位點(diǎn)，是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。對于各種立銑刀，一般取刀具軸線與刀具底端面的交點(diǎn)；對球頭刀，取為球心；對于車刀，取為

57、刀尖；鉆頭則取為鉆尖。防扭臂加工中，應(yīng)根據(jù)各工序的加工內(nèi)容和尺寸基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)來選取對刀點(diǎn)，當(dāng)尺寸基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合時將對刀點(diǎn)選擇定位基準(zhǔn)上，當(dāng)尺寸基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不一致時，對刀點(diǎn)選在尺寸基準(zhǔn)上。加工刀具的選擇 在編制程序時，正確地選擇數(shù)控刀具是很重要的。對數(shù)控刀具總的要求是安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好，在此基礎(chǔ)上綜合考慮工件材料的切削性能，機(jī)床的加工能力，數(shù)控加工工序的類型，切削用量以及與機(jī)床和數(shù)控裝置工作范圍有關(guān)的諸多因素。一、影響數(shù)控刀具選擇的因素 在選擇刀具的類型和規(guī)格時，主要考慮以下因素的影響：（1）生產(chǎn)性質(zhì)在這里生產(chǎn)性質(zhì)指的是零件的批量大小，主要從加工成本上考慮對刀具選擇的影響。例如在大量生產(chǎn)時采用特殊刀具，可能是合算的，而在單件或小批量生產(chǎn)時，選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具更適合一些。（2）機(jī)床類型完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對選擇的刀具類型（鉆、車刀或銑刀）的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進(jìn)給量車刀。（3）數(shù)控加工方案不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆，也可用鉆和鏜刀來進(jìn)行加工。（4）工件的尺寸及外形工件的尺寸及外形也影響刀具類型和規(guī)格