弹翼接头加工工艺及仿真【机械设计毕业论文】.pdf

1、- 1 -本 科 毕 业 论 文（ 20 届 ）弹翼接头的加工工艺及仿真所在学院专业班级机 械 设 计 制 造 及 自 动 化学生姓名学号指导教师完成日期年月毕业设计任务书设计题目： 弹翼接头的加工工艺及仿真系部：机械工程 专业： 机械设计制造及其自动化1课题意义及目标本课题来源于工程实际中，零件是DH-10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；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。完成校验验具图纸设计。完成加工工艺。完成数控加工程序设计和仿真。3主要参考文献1 张有忱/赵芸芸. 机械设计.北京:机械工业出版社 2012.10.2 郑堤.数控机床与编程.北京:机械工业出版社 2011.53 机械设计手册 北京： 机械工业出版社 2004.84 其它网络检索到的相关资料4进度安排设计（论文）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 2014.12.012014.12.302 进行零件分析，确定加工工艺 2014.12.312015.04.123 相关加工工序工艺文件编制 2015.04.132015.04

3、.224 编制数控加工程序、验具设计仿真 2015.04.232015.06.015 撰写并编制论文、打印，准备毕业答辩资料 2015.06.022015.06.22审核人： 年 月 日I弹翼接头加工工艺及仿真摘要：弹翼接头材料为钛合金，因为该合金具有优良的耐蚀性、较大的工作温度范围、小的密度4.5（g/cm3），是十分好的航天材料。弹翼接头的加工采用数控加工方式，保证其尺寸精度和形位精度。编制加工工艺时首先分析零件图确定加工经济度，其次结合表面粗糙度明确加工方式，最后根据工序安排原则确定合理的工序。加工成形后的弹翼接头要进行精度检验，因此要设计检验验具。合理的加工工艺、数控加工的形式、简便校

4、验验具的设计，提高了加工精度和生产率。关键词：加工工艺,材料，数控,校验验具The processing technology and Simulation of the wing jointAbstract:Because wing joint material for titanium alloy, the alloy has excellentcorrosion resistance, large working temperature range, small density of 4.5 (g/cm3), isa very good space material.Wing joint

5、 processing adopts the nc machining method,ensure the dimensional accuracy, form and position accuracy.When preparing processfirst analyzed part drawing processing degree of economy, combined with surfaceroughness next clear processing way, according to the process arrangement principle todetermine

6、the reasonable process.Processing after forming the wing joint must carry onthe inspection accuracy, thus verify the test design.Reasonable processing technology,CNC machining, easy calibration test, in the form of design, improves the machiningaccuracy and productivity.Key words：Machining process,

7、material, numerical control, calibration test toolII目录1 前言.11.1零件分析.11.1.1零件的作用.11.2弹翼接头加工基准面的选择.21.2.1粗基准的选择.21.2.2精基准的选择.21.3工艺路线的制定.21.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.41.5确定切削用量及基本工时.51.5.1工序1：粗精铣头部面积较小平面到116.61.5.2工序2：粗精铣头部面积较大平面到1120.05.71.5.3工序3：钻10的线切割穿丝孔.91.5.4工序4：电火花线切割圆孔至82.101.5.5工序5：电火花线切割零件外围轮廓.10

8、1.5.6工序6：粗铣小孔上端面部分到72.5.111.5.7工序7：粗铣小孔下端面部分到33.121.5.8工序8：精铣小孔上端面部分到32.5.121.5.9工序9：精铣小孔下端面到32.131.5.10工序10：钻孔至7.8精铰孔至8.141.5.11工序11：电火花线切割顶端凸台12 0.30.2 凹槽.151.5.12工序12：粗铣零件头部外圆上端弧形面、不规则小平面、粗铣两段鱼尾弧面.161.5.13工序13：精铣零件头部外圆上端弧形面、不规则小平面、精铣两段鱼尾弧面.171.5.14工序14：粗铣零件头部外圆下端两弧形面、不规则平面、粗铣两段鱼尾弧面.181.5.15工序15：精

9、铣零件头部外圆下端两弧形面、不规则小平面、精铣III两段鱼尾弧面.191.5.16工序16：粗镗孔到88.5深度为20.55.201.5.17工序17：半精镗孔到89.5深度为20.75.201.5.18工序18：粗镗82到83.5深度为70.5.211.5.19工序19:粗镗半精镗孔到89.5.221.5.20工序20：粗镗孔到100.221.5.21工序21：精镗孔到90 035.00 .231.5.22工序22：精镗孔到84 0.0350 .241.5.23工序23：精镗孔到90 035.00 .241.5.24工序24：钻5.8孔.241.5.25工序25：精铰孔到6018.00 .2

10、51.5.26工序26：在两侧面钻10孔.261.5.27工序27：粗铣、半精铣一侧槽.271.5.28工序28：粗铣、半精铣另一侧槽.281.5.29工序29：在头部外圆台阶面上钻10孔.291.5.30工序30：铣削宽度为20.3mm的开口槽.291.5.31工序31：在零件底部钻11、20、13、14、17的孔.311.5.32工序32：铣削底部三个方孔.342 数控程序的编制.372.1粗精铣头部面积较小平面到116.372.2粗精铣头部面积较大平面到1120.05.382.3钻10的线切割穿丝孔.392.4电火花线切割切割圆孔至82.392.5电火花线切割切割零件外围轮廓.392.6

11、粗精铣小孔上端面部分到72.402.7粗铣小孔下端面部分到33.422.8钻7.8的孔精铰孔到8.432.9电火花线切割切割顶端凸台12 0.30.2 凹槽.432.10粗精铣零件头部外圆上端弧形面.442.11粗精不规则小平面.46IV2.12粗精铣两段鱼尾弧面.472.13另一侧弧面.542.14另一侧小台阶面.572.15另一侧第一鱼尾面.582.16另一侧第二鱼尾面.592.17粗精镗一侧孔到90深度为20.75.592.18粗精镗82到84深度为70.5.602.19粗精镗另一侧孔90深度为20.75.602.20在两侧面钻10孔.612.21粗铣、半精铣一侧槽.612.22粗铣、半

12、精铣另一侧槽.642.23铣削宽度为20.3mm的开口槽.682.24铣削底部三个方孔.692.25小结.713校验验具设计.723.1检验要求.723.2校验验具结构设计.723.3校验验具的工作原理.73总 结.74参考文献.75致 谢.76太原工业学院毕业设计11 前言近些年，许多国家优先发展机械制造技术，并展开系统性的研究。因此对于高硬度、高韧性、以及复杂曲面的加工难题有了应对之法。本论文就是利用线切割技术及数控加工技术为指导对弹翼接头的加工工艺进行编制，利用加工中心及数控线切割机床对弹翼接头进行加工。自我国对钛和钛合金的研究发现其高强度、热强度高、抗蚀性好、良好的机械性能以来，钛合金

13、的应用领域就不断扩大。本弹翼接头利用了钛合金（TC4），该合金可用于人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机等领域。1.1零件分析1.1.1零件的作用弹翼是导弹上的一个重要部件，它在导弹飞行过程中提供足够的升力。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依靠该零件。因此要求其具有足够的强度、刚性。1.1.2材料的选择根据零件图上的标题栏材料标注可确定该零件材料应选TC4钛合金。TC4是一种（+）型钛合金，TC4含钛(Ti)余量,铁(Fe)0.30,碳(C)0.10,氮(N)0.05,氢(H)0.015,氧(O)0.20,铝(Al)5.56.8,钒(V)3.54.5，该合金具

14、有优良的耐蚀性、较大的工作温度范围工作温度为-100550（）、小的密度4.5（g/cm3）、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点。缺点是较难加工、不宜快速加工（预防烧黑现象）可制出高强度、刚性优良、质量轻的零件，所以广泛用于航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门。1.1.3零件的工艺分析太原工业学院毕业设计2（1）尺寸精度分析零件头部两侧的外孔精度公差为IT7，尺寸为90H7（+0.0035 0）mm，表面粗糙度Ra为3.2m。内侧配合孔精度公差为IT7，尺寸为84H7（+0.00350）mm，表面粗糙度Ra为1.6m。顶端小孔精度公差为IT8，尺寸为8H8（+0.0220）mm，

15、表面粗糙度Ra为1.6m。顶端凸台两外侧面尺寸为32mm，表面粗糙度Ra为6.3m。零件头部两平面精度公差等级为IT12，尺寸为1120.05mm，表面粗糙度Ra为6.3m。顶端凸台凹槽两平面精度公差等级为IT14，尺寸为12（+0.2+0.3）mm，表面粗糙度Ra为3.2m。（2）位置精度分析零件头部上侧的外孔轴线与水平基准线A的垂直度为0.05，零件头部下侧的外孔轴线、内侧配合孔轴线与零件头部上侧孔的同圆度为0.025，弦平面与水平基准线A的平行度为0.06，两内侧配合孔圆柱度为0.006。1.2弹翼接头加工基准面的选择1.2.1粗基准的选择结合该零件图可知粗基准选择应当满足以下要求：应尽

16、可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。便于装夹。为了满足以上三点要求，粗基准选择为弹翼接头头部面积较大平面，在以弹翼接头头部两平面互为基准加工出线切割面。1.2.2精基准的选择零件头部84孔是一个重要孔（与其他零件配合的高精度孔），因此加工精度要求最高，同时该孔也是弹翼接头的一个设计基准。根据“基准重合”原则和“基准统一”原则，故确定该加工孔为主要定位精基准，以孔端面为辅助的定位精基准。1.3 工艺路线的制定由于弹翼接头外形复杂且材料昂贵故外围轮廓及84的配合孔采用数控线切割太原工业学院毕业设计3的加工方法来完成。根据快零件图尺寸可由参考文献

17、3表3.15确定头部两平面加工经济度为IT2，根据参考文献4表2-4可确定其加工路线为粗铣-半精铣。同理可确定顶端凸台凹槽两内侧面及凸台两侧面加工路线为粗铣，零件大头外圆下端两弧形面、不规则小平面加工路线为粗铣-半精铣，两段鱼尾弧面加工路线为粗铣-半精铣-精铣。根据参考文献4表2-5可确定84孔、90孔加工路线为粗镗-半精镗-精镗，100孔加工路线为粗镗，8孔孔加工路线为钻-半精铰。详细加工艺如下：表1.1工艺方案工序号 工序内容1 粗精铣头部面积较小平面到1162 粗精铣头部面积较大平面到1120.053 钻10的线切割穿丝孔4 电火花线切割切割圆孔至825 电火花线切割切割零件外围轮廓6

18、粗铣小孔上端面部分到72.57 粗铣小孔下端面部分到338 精铣小孔上端面部分到32.59 精铣小孔下端面部分到3210 钻7.8的孔精铰孔到811 电火花线切割切割顶端凸台12 0.30.2 凹槽12 粗铣零件头部外圆上端两弧形面、不规则小平面、粗铣两段鱼尾弧面13 精铣零件头部外圆上端两弧形面、不规则小平面、精铣两段鱼尾弧面14 粗铣零件头部外圆下端两弧形面、不规则小平面、粗铣两段鱼尾弧面15 精铣零件头部外圆下端两弧形面、不规则小平面、精铣两段鱼尾弧面16 粗镗孔到88.5深度为20.5517 半精镗孔到89.5深度为20.7518 粗镗82到83.5深度为70.519 粗镗半精镗孔到8

19、9.520 粗镗孔到10021 精镗孔到90 035.00太原工业学院毕业设计422 精镗孔到84 0.035023 精镗孔到90 035.0024 钻5.8孔25 精铰孔到6 018.0026 在两侧面钻10孔27 粗铣、半精铣一侧槽28 粗铣、半精铣另一侧槽29 在头部外圆台阶面上钻10孔30 铣削宽度为20.3mm的开口槽31 在零件底部钻11、20、13的孔32 铣削底部三个方孔33 堵工艺孔34 清洗35 最终检查1.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据毛坯图纸标注要求，结合粗精铣加工余量、电火花线切割余量最终确定毛坯尺寸长度为453mm宽度为320mm头部厚度为120mm尾部厚度为61mm（其余详细数据见毛坯零件图）。根据上述毛坯资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下表：表1.2加工余量明细序号 工序内容 加工余量粗 精1 粗精铣头部面积较小平面到116 3.5 0.52 粗精铣头部面积较大平面到1120.05 3.5 0.53 钻10的线切割穿丝孔 36 粗铣小孔上端面部分到72.5 37 粗铣小孔下端面部分到33 3