装配图
目录
摘要------------------------------------------------------------2
一、设计课题分析--------------------------------------------5
二、工艺规程分析设计----------------------------------------7
三、夹具设计---------------------------------------------------8
四毛坯的选择----------------------------------------------------10
五工艺规程的设计---------------------------------------------16
六填写工艺过程卡和工序卡---------------------------------16
七、零件设计及加工步骤-----------------------------------17
（一）零件的造型设计------------------------------------18
（二）零件的Mastercam后外理加工----------------------21
（三）零件宏程序编制--------------------------------------25
八、仿具系统加工验证---------------------------------------27
九、其它方面说明--------------------------------------------29
参考文献-------------------------------------------------30
设计小结-------------------------------------------------31
本课题设计的是渐开线涡轮数控工艺及加工,是叶片油泵的重要零件之一，我们要通过数控加工来实现加工要求。对于数控专业来说,本课题的设计是具有很大意义的.根据渐开线涡轮零件图制定加工工艺方案及数控加工工序卡，利用Pro/E绘制三维造型。本设计侧重于数控加工工艺,数控编程及工装设计。数控加工具有柔性程度高、自动化程度高、加工精度高且加工质量稳定可靠、生产效率高、生产管理现代化等优点。数控加工作为现代机械制造业的重要标志，随着个性化产品日益为消费者钟爱，数控加工技术显得日益重要。随着CAD/CAM软件技术的进一步发展，几乎所有的个性化产品设计都在CAD软件中设计完成.并与CAM软件结合使三维造型出来的产品可以直接生成ＮＣ代码。这样使产品开发到产品出货的周期大大缩短，是现代制造业发展的必然趋势。
一、设计课题分析：
本课题是工业高压变量叶片油泵的关键零件之一，叶片由XY平面的渐开线参数方程投影曲线与锥形回转面合成，反面有椭圆槽、四个螺纹孔。零件图结构很清晰，难点重点就是涡轮正面的加工。
以往这种零件的加工多半是通过靠模来完成，这种加工方法的缺点是工作量大，精度差。很难适应现在的社会发展，但现在有数控加工技术，减少了手工的步骤，既能保证精度，又能节省时间，更重要的是很大程度上缓解了劳动者工作量。
数控加工是根据零件的材料、几何形状编写相应的工序工艺；设计相应的夹具；用软件造型再获得相应的加工程序；导入仿真软件进行模拟加工；最后到数控机床进行加工。
数控加工有许多方法，这里指的是我们在做设计时加工渐开线涡轮所需的步骤。而此次设计的渐开线涡轮正是油泵的一个重要零件。对其进行工艺工装设计有着实际性的作用和意义。另外对于数控专业来说,本课题的设计可以让我们能全面的运用所学知识，培养我们独立思考的能力，培养我们搞工艺工装设计的思维能力，培养我们今后发展的能力。
在这里需要指出的是，加工所需要的程序可以通过手工编程，自动编程等等一系列方法来实现，在对渐开线涡轮的加工中，我选择自动编程来完成。
至于渐开线涡轮的应用，目前用于旋转式流体机械比较多。用于泵也比较广泛，泵是一种面广量大的通用机械，应用于国民经济的各个领域，如农田水利、石油化工、电力、建筑、环保、轻工食品等各行业，需要量很大。随着产品技术水平的提高和节约能源的要求，泵的应用范围正在迅速扩大。
二、工艺规程分析设计：
1、零件分析：
渐开线涡轮是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。该零件按中小批量生产，生产纲领为月产1000件。涡轮材料为不锈钢。(1Gr18Ni9Ti)，具有良好的耐蚀性和冷塑性变形性能;钢因塑性和韧性很高,切削性较差;为此在切削过程中需使用水性切削冷却液，以减少切削热变形。
该零件的尺寸精度要求不是很高，但是在普通机床上是无法加工的，因此选用带有数控回转台的立式数控铣床进行加工。渐开线涡轮正面上的每一个截面在高度上都是不相等的，一般选用立铣刀进行加工。渐开线涡轮加工前通常是一个实心的圆柱体，要经过车削、开槽、粗加工、精加工等工序。
2、工艺分析及安排：
（1）工序顺序安排原则
（a）原则：先粗后精，先主后次，先面后孔，基面先行。
（b）机械加工工艺路线按工序的性质不同一般可分为粗加工，半精加工和精加工三个阶段。表面质量要求特别高时，还应增加光整加工阶段。
（c）零件的机械加工路线中，第一道工序往往都是加工精基准，然后使用精基准定位，进行后续加工，如轴类零件先钻中心孔，箱体类零件先加工平面、定位销孔等。
（2）工艺安排原则和方法
制定工艺规程定的原则是：在保证产品质量的前提下，最大限度的提高生产率和降低制造成本。
工件是工艺系的核心。各种加方法都是根据工件的被加表面类型、材料和技术要求等来确定的。
夹具是一种工艺装备。它的作用一是保证工件相对于机床和刀具具有正确的位置，这一过程称为“定位”；二是要保证工件在外力的作用下仍能保持正确位置，这一过程称为“夹紧”。
要保证工艺系统各环节之间正确的几何位置，应保证工件在夹具中有正确的定位、夹具对机床具有正确的相互位置关系和夹具的正确调整。
由于所加工渐开线涡轮的材料为不锈钢，外形尺寸且精度要求不高，我对该零件工件进行了以下的工艺安排：
下料（车出零件的外形尺寸82.2*31.8）粗、精铣反面椭圆形槽钻、攻M8深8螺纹孔粗、精铣涡轮正面去毛刺检验入库。
3、刀具材料的选择：
刀具材料通常是指切削部分的材料。在切削过程中，刀具切削部分直接承担切削工作。刀具切削性能的好坏对于切削加工效率、刀具寿命、刀具消耗、加工成本、加工精度和表面质量都有着密切的关系。
目前广泛用的刀具材料有高速钢和硬质合金。还有改善化学成分和组织的各种高效率、高性能刀具材料。如超硬高速钢、碳化钛基硬质合金、表面涂层硬质合金、立方氮化硼、陶瓷和人造金刚石等。
正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和耐磨性且与不锈钢的粘附性要校常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于较简单的车刀类刀具，刀具材料应选项用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、），钨钴钛类（YT15、YT14、YT5），添加稀有金属碳化物类（YW1、YW2）。钨钴类硬质合金的韧性和导热性较好，不易和切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。
由于零件材料为不锈钢（2Gr13），属于难加工类零件，根据刀具的选择原则，在车削是选用复合涂层车刀（FNUM150404-A3），铣削加工所用刀具如下所列：
φ4立铣刀、φ6立铣刀、φ6.8麻花钻、M8的机用丝锥、中心钻。
4、刀具几何角度的选择：
刀具切削部分的几何角度，对于不锈钢切削加工的生产率、刀具耐久度、被加工表面摩擦度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影响，合理选择和改进刀具几何参数是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。刀具前角γo的选择：车削不锈钢时，在不降低刀具强度的条件下，应把前角适当取大一些，在刀具前角大时其塑性变形小，切削力和切削热降低，减轻加工感化趋势，提高刀具耐用度，一般刀具前角宜取12°~20°左右。车刀后角αo的选择车削不锈钢时的车刀后角要比车削普通碳钢时稍大一些，但后角过大又会降低刀刃强度，直接影响车刀的耐用度，因此，一般情况下车刀后角宜取6°~10°左右。车刀主偏角Kr的选择：车削不锈钢时的硬化倾向性强，易产生振动，振动又会使加工硬化严重。因此，主偏角一般宜取45°~90°左右。
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