机械设计专业毕业论文-DY接头加工工艺及编程.doc

1、本科毕业论文（20 届）DY 接头加工工艺及编程所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： DY 接头加工工艺及编程 1课题意义及目标本课题来源于工程实际中，零件是 DH-XX 导弹弹翼。研究分析该零件的加工工艺及编程，有利于更好更合理的解决加工中的精度问题。在研究分析图纸的基础上，了解 DY 材料的加工特性，根据零件要求确定加工工艺过程；合理数控加工编程；设计线切割成型后检验的校验验具。2主要任务1）

2、分析图纸要求编制加工工艺。编制相应程序，设计线切割成型后检验的校验验具；2）完成毕业设计说明书一份不少于 15000 字；3）完成校验验具图纸设计；4）完成数控加工程序设计。3主要参考资料1赵如福.金属机械加工工艺人员手册.第 4 版.上海：上海科学技术出版社，2006.92韩荣第.金属切削原理及道具.第 4 版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.73王先逵.机械制造工艺学.第 3 版.北京：机械工业出版社，2007.14进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 进行调查研究，查阅资料，完成开题报告 2014.12.012014.12.312 进行零件分析，确定加工工艺 2014.01.

3、012015.03.103 相关加工工序工艺文件编制 2015.03.112015.04.304 编制数控加工程序、夹具设计、验具设计 2015.05.012015.05.155 撰写并编制论文、打印，准备毕业答辩资料 2015.05.162015.06.10审核人： 年 月 日IDY 接头加工工艺及编程摘 要：以中北大学车间加工的 DH-10 为例，探讨了以钛合金为材料制作 DY 接头的加工工艺的过程及其数控编程，该课题有利于更好更合理的解决加工中的精度问题，从而提高了加工的产品质量和生产效率，具有重要的实际意义。加工工艺路线的设计对零件加工是否高效、质量好坏有着重要的意义，是工艺规程制订的

4、总体设计。编程是对零件制作时不可缺少的一部分，其好坏直接关系到零件的质量好坏，影响加工的时间和成本。此外，还对加工时的特殊夹具进行了设计，夹具是否合理也影响到了零件的质量好坏。还正对零件的加工精度进行了验具的设计，在机械制造中，为保证产品加工质量，达到产品图样的要求，检验工具的线性尺寸，角度和形状与位置误差是一项重要的工作。关键词：加工工艺；数控编程；产品质量；生产效率DY Joint Processing and ProgrammingAbstract：A case analysis of North University workshop in DH-10,to discuss the p

5、rocess and NC programming process with titanium alloy material to making DY joints, The subject is conducive to provide a more reasonable solution to solving the accuracy problems, so as to improve the process of product quality and production efficiency, it is important and significance. Process de

6、sign of the parts processing route is efficient, quality is good or bad has significance. Coding is part of the parts when it is necessary, it is related to the quality of the parts of the program for better or worse directly, affect the processing time and costs. In addition, this paper also design

7、ed the special fixture for machining fixture is reasonable also affected the quality of parts. Also conducted inspection on machining precision of the components of the design, in the manufacture of machinery, in order to ensure product quality, meet the requirements of product design, testing tools

8、 for linear dimensions, angles and shapes and position error is an important piece of work. Keywords: Processing, CNC programming, Product quality, Production EfficiencyII目 录1 前言 .22 弹翼接头加工工艺规程设计 .32.1 零件分析 .32.1.1 零件的作用 .32.1.2 零件材料的选择 .32.1.3 零件的工艺分析 .32.1.4 确定毛坯 .42.2 工艺过程设计所应采取的措施 .42.3 DY 接头加工定

9、位基准的选择 .42.3.1 确定毛坯的制作形式 .42.3.2 粗基准的选择 .52.3.3 精基准的选择 .52.4 工艺路线的制定 .52.5 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 .72.6 确定切削用量及基本工时 .82.6.1 钛合金的切削过程中应注意的问题 .92.6.2 电火花线切割机的工作原理 .92.6.3 数控线切割加工工艺特点 .92.6.4 各工序的计算 .92.7 本章总结 .453、数控程序的编制 .463.1 钻 10 的孔 .463.2 电火花线切割切割圆孔 84 及电火花线切割切割零件外周形状 .463.3 钻 90 的孔 .473.4 粗铣较大端面到 1

10、13，半精铣端面到 112.5.493.5 粗铣凸台上端面 .503.6 电火花线切割切割 12+0.3 +0.2 凹槽 .503.7 铣削 120 外圆上端和下端的弧形面以及接头下端两阶梯弧形面 .51III3.8 粗铣、精铣两侧槽 .533.9 在两侧面钻 10 孔 .553.10 在零件底部钻 5 孔 .553.11 铣大圆边缘上槽 .553.12 钻 7.8 孔 .563.13 铰孔到 8 .573.14 在大圆边缘上钻 3 孔 .573.15 铣削零件底部宽度为 12mm 的开口槽 .573.16 本章小结 .594、夹具设计 .605 校验验具设计 .63结 论 .64致 谢 .6

11、5参考文献 .6621 前言以中北大学车间加工的 DH-10 为例，探讨了以钛合金为材料制作 DY 接头的加工工艺的过程及其数控编程，有利于更好更合理的解决加工中的精度问题，从而提高了加工的产品质量和生产效率，具有重要的实际意义。“DY 接头”是“导弹弹翼接头”的简称，弹翼接头是导弹弹翼与弹身连接的关键件，导弹在空中飞行，展开弹翼就要依靠该部件。故其要求尺寸精度高，要求加工精确高，所以加工较为复杂，加工工程较难。DY 接头材料多采用 TC4 合金。TC4合金不仅强度高并且密度也小，根据这一特点可以制造出单位强度高、刚性好、质量小的零部件。在国内广泛运用于航天、导弹等多个领域。但是钛合金在加工时

12、变形抗力较大，加工难度较大，并且钛合金价格贵，废料回收困难，在生产中浪费现象较严重，增加了生产成本，所以要在选择工艺方案中要考虑到成本问题，尽量减少浪费。在现代社会中，制造业成为了经济主导，数控技术也逐渐成为制造业的主导，其中数控机床和电火花数控线切割机床也成为了主要的加工设备。数控系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。与通用机床和专用机床相比，数控机床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，根据数控机床这些特点，在加工生产 DY 接头时适合采用数控机床进行制造

13、。此外，加工工艺过程的设计中，对校验验具和夹具的设计也是十分重要的。所撰写的工艺路线合理与否，夹具、校验验具设计的是否简便，将会影响加工质量和生产率。所以对夹具和检验验具的设计在本课题中也会进行着重设计的。DY 接头主要利用数控机床和电火花数控切割机床进行加工。数控机床是一种自动化机床，它装有程序控制系统。数控机床能够解决精密、复杂、多品种、小批量的零件加工问题，极大地提高了生产效率和产品质量；电火花线切割机床采用了电极丝作为工具电极，工作液作为介质，在高频脉冲电源的作用下，工具电极和加工工件之间形成火花放电，放电通道瞬间产生高温，使得工件表面熔化甚至气化，线切割机床通过 X-Y 拖板和 U-

14、V 拖板的运动，使得电极丝沿着预定的轨迹运动，从而达到加工工件的目的；所以在进行加工 DY 接头时采用数控加工是比较合适的。32 弹翼接头加工工艺规程设计2.1 零件分析以中北大学车间加工的 DH-10 为例，探讨了以钛合金为材料制作 DY 接头的加工工艺的过程及其数控编程。2.1.1 零件的作用导弹弹翼是导弹的一个重要组成部分，它能够给导弹提供升力从而克服重力使导弹能够稳定的飞行，能够保证它的机动灵活性和精确度。DY 接头是连接弹翼与导弹主体的重要部件，能够保证导弹飞行时的稳定性和操作性。假如弹翼在飞行时失效了，导弹就会丧失稳定性，发生掉弹现象。因此要求尾翼接头要有足够的强度和足够的疲劳强度

15、。2.1.2 零件材料的选择根据图纸要求，DY 接头的材料选择 TC4 钛合金。TC4 钛合金名义成分为 Ti-6Al-4V，是一种性能优异的 + 两相钛合金，长期工作温度可达 400，室温抗拉强度895MPa，有较好的组织稳定性和耐腐蚀性，钛合金具有良好的塑性和韧性，具有密度低、强度高、工艺性能好等优点，能够很好的进行高温加工，可做出单位强度高、刚性好、质量小的零件，而且会让零件更经久耐用，是目前人们对其研究最为全面的一种钛合金，已经广泛的应用于航天和军事领域，所以钛合金是较为理想的 DY 接头的加工材料。2.1.3 零件的工艺分析（1）尺寸精度分析零件大端的两个小孔的精度采用 8 级公差，

16、尺寸为 8H8，表面粗糙度为0.0016mm，上极限偏差为+0.022mm，下极限偏差为 0;两个大孔的精度采用 7 级公差，4尺寸为 90H7 的孔，上极限偏差为+0.035mm,下极限偏差为 0, 表面粗糙度为0.0032mm；尺寸为 84H7 的孔，表面粗糙度为 0.0016mm,上极限偏差为+0.035mm，下极限偏差为 0，采用精镗加工。零件大端的厚度为（1120.15）mm，零件的大孔和小孔的中心距为(1020.1）mm，小圆与大圆的水平线的夹角为 653。（2）位置精度分析大端的大孔与水平基准的垂直度为 0.05，两个大孔与外圆基准 B 的同圆度为0.025，84 的圆的圆柱度为

17、 0.006，弦平面与水平基准的平行度为 0.06。2.1.4 确定毛坯根据图纸标注要求,毛坯的材料选择是 TC4R/GBn 194-83.材料复验必须进行超声波探伤，要求达到 A 级。零件加工后按 Q/SB66-88 第一类做萤光检查。毛坯尺寸为435mm320mm120mm,尾部厚度为 61mm。2.2 工艺过程设计所应采取的措施在对零件的工艺进行分析后，得知了该零件主要是进行平面加工和孔加工。因此，在制造过程中要处理好平面的尺寸精度和孔的尺寸精度和位置精度，处理好孔和表面的位置关系。一般来说，孔加工较难，平面加工较难，故该零件加工应选择先加工平面后加工孔的原则：先加工基准面，再以基准面定

18、位加工其他平面，最后加工孔系。很显然，DY 接头的加工应遵循先面后孔的原则，是因为平面面积大，作为定位基准时，先加工出来定位面，以面定位，加工孔，这样可以保证定位稳定、准确，装夹工件也比较方便；其次是在毛坯面上钻孔，容易使钻头引偏，所以应该先加工平面再加工孔，这样不仅提高了零件的精度还保护了刀具，提高了刀具的使用寿命，节约了成本。DY 接头的生产量很大，所以在保证 DY 接头的精度同时还要提高 DY 接头的生产率，也是在工艺设计过程中的一个主要考虑的问题。2.3 DY 接头加工定位基准的选择52.3.1 确定毛坯的制作形式DY 接头的加工材料是钛合金 TC4，硬度是 33HRC，强度比较高、抗

19、氧化性能好。由于是生产量是中批生产量，并且零件的轮廓也比较小，比较简单，故可以采取锻造成型的方法。该方法不仅利用率高，成本低，并且生产率较高，还提高了生产效率。2.3.2 粗基准的选择选择粗基准的的目的是为了保证加工面和不加工面的相对位置精度，保证产品精度。分析该零件图可知，在选择粗基准时要考虑以下要求: 保证相互位置要求，应尽可能的选择平整、均匀的表面作为粗基准；保证加工面加工余量合理分配，所以选择加工余量均匀的重要表面为粗基准；便于工件装夹，选择粗基准时要考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单，操作方便等问题， 要选平整、光洁和有足够大的尺寸的表面作为粗基准。粗基准一般不能重复使用，应为粗

20、基准表面是不规则的，如果多次使用会影响加工表面的位置精度的。为了满足以上条件，粗基准选择 DY 接头 120 的外圆端面，再以 DY 接头的头部两平面互为基准加工出线切割面，再以端面定位加工出孔。2.3.3 精基准的选择选择精基准的目的是实现设计技术要求以及装夹正确、可靠和方便，提高零件的合格率。故应该在选择是遵循以下几点要求：基准重合要求，尽可能选择被加工面的设计基准为精基准；统一基准原则，当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数其他加工面，则应尽早地把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他加工面，这样可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数；互为基准原则；自为基准原则，旨在减少表面粗糙度、减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，以加工面本身为基准进行加工；便于装夹原则，所选择的精基准应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单，操作方便。零件大端的 84 的孔的加工精度要求最高，与其他零件配合的高精度孔，故根