毕业论文光整加工

毕业论文光整加工

　　数控车床实习报告
　　前 言
　　机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。
　　普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。
　　数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。
　　实 习 报 告 正 文
　　自从走进了大学，就业问题就似乎总是围绕在我们的身边，成了说不完的话题。在现今社会，招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”，可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢？为了拓展自身的知识面，扩大与社会的接触面，增加个人在社会竞争中的经验，锻炼和提高自己的能力，以便在以后毕业后能真正真正走入社会，能够适应国内外的经济形势的变化，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，在这个假期里我开始了自己的校外实习。.
　　，把所学的理论知识，运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，所学的就等于零,理论应该与实践相结合.另一方面，实践可为以后找工作打基础.通过这段时间的实习，学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践.而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，中国的经济越和外面接轨，对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校里所学到的知识，还要不断从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自已，才能在竞争中突出自已，表现自已。
　　1. F功能
　　F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。
　　(1)每转进给量
　　编程格式 G95 F~
　　F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。
　　如：G95 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。
　　(2)每分钟进给量
　　编程格式G94 F~
　　F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。
　　如：G94 F100 表示进给量为100mm/min。
　　2. S功能
　　S功能指令用于控制主轴转速。
　　编程格式 S~
　　S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。
　　(1)最高转速限制
　　设定加工坐标系
　　编程格式 G50 S～
　　S后面的数字表示的是最高转速：r/min。
　　如：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。
　　(2)恒线速控制
　　编程格式 G96 S～
　　S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。
　　如：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。
　　(3)恒线速取消
　　编程格式 G97 S～
　　S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。
　　如：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。
　　3. T功能
　　T功能指令用于选择加工所用刀具。
　　编程格式 T～
　　T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。
　　例：T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。
　　T0300 表示取消刀具补偿。
　　4. M功能
　　M00： 程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续运行；
　　M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；
　　M03：主轴顺时针旋转；
　　M04：主轴逆时针旋转；
　　M05：主轴旋转停止；
　　M08：冷却液开；
　　M09：冷却液关；
　　M30：程序停止，程序复位到起始位置。
　　5. 加工坐标系设置G50
　　编程格式 G50 X～ Z～
　　式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。
　　在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图所示。
　　如：按图设置加工坐标的程序段如下：
　　G50 X128.7 Z375.1
　　6. 快速定位指令G00
　　G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式：
　　G00 X(U)____ Z(W)____；
　　当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下：
　　G50 X200.0 Z263.0; 设定工件坐标系
　　G00 X40.0 Z212.0； 绝对值指令编程A→C
　　或G00 U-160.0 W-51.0； 相对值指令编程A→C
　　因为X轴和Z轴的进给速率不同，因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线，因此在使用G00指令时，一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下的碰撞就更加危险
　　7. 直线插补指令G01
　　G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。
　　指令格式：G01 X(U)____Z(W)____F ；
　　其中F是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受G01指令后，刀具将移至坐标值为X、Z的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下：
　　G01 X40.0 Z20. F0.2; 绝对值指令编程
　　G01 U20.0 W-25.9 F0.2; 相对值指令编程
　　8. 圆弧插补指令G02、G03
　　圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动，用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。其指令格式如下：
　　顺时针圆弧插补的指令格式：G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____；
　　G02 X(U)____Z(W)___R___ F____；
　　逆时针圆弧插补的指令格式：G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____；；
　　G03 X(U)____Z(W)___R___ F____；
　　使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时，X、Z是圆弧终点坐标值；增量编程时，U、W是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。
　　当用半径R来指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性，大于180°和小于180°两个圆弧。为区分起见，特规定圆心角α≤180°时，用“+R”表示；α>180°时，用“-R”。注意：R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。例如，图3-13中所示的圆弧从起点到终点为顺时针方向，其走刀指令可编写如下：
　　G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r
　　G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r
　　G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r
　　G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r
　　9. 暂停指令G04
　　G04指令用于暂停进给，其指令格式是：
　　G04 P____或G04 X(U)____
　　暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。有些机床，X(U)后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。
　　该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆，例如欲空转2.5s时其程序段为： G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500；
　　G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。
　　10. 英制和米制输入指令G20、G21
　　G20表示英制输入，G21表示米制输入。G20和G21是两个可以互相取代的代码。机床出厂前一般设定为G21状态，机床的各项参数均以米制单位设定，所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工，如果一个程序开始用G20指令，则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸)；如果程序用G21指令，则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位为mm)。在一个程序内，不能同时使用G20或G21指令，且必须在坐标系确定前指定。G20或G21指令断电前后一致，即停电前使用G20或G21指令，在下次后仍有效，除非重新设定。
　　11. 进给速度量纲控制指令G98、G99
　　在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。
　　（1）进给率，单位为mm/r，其指令为：
　　G99； 进给率转换指令
　　G01X____Z____F____； F的单位为mm/r
　　(2)进给速度，单位为mm/min，其指令为： ．
　　G98； 进给速度转换指令
　　G01X____Z____F____； F的单位为mm/min
　　G98和G99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。
　　12. 参考点返回指令G27、G28、G30
　　参考点是CNC机床上的固定点，可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。可以设置最多四个参考点，各参考点的位置利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回，否则不能进行其它操作。参考点返回有两种方法：
　　(1)手动参考点返回。
　　(2)自动参考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后，在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。
　　自动参考点返回时需要用到如下指令：
　　（1）返回参考点检查G27
　　G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：
　　G27 X(U)____ Z(W)____
　　X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。
　　执行该指令时，各轴按指令中给定的坐标值快速定位，且系统内部检查检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确，则参考点的指示灯亮，说明滑板正确回到了参考点位置；如果检测到的信号不正确，系统报警，说明程序中指令的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。
　　（2）参考点返回指令G28、G30
　　G28 X(U) ____ Z(W) ____； 第一参考点返回，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。
　　G30 P2 X(U)____ Z(W)____； 第二参考点返回，P2可省略
　　G30 P3 X(U)____ Z (W)____； 第三参考点返回
　　G30 P4 X(U)____ Z(W)____； 第四参考点返回
　　第二、第三和第四参考点返回中的X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。
　　刀具返回参考点的过程，刀具从当前位置经过中间点(190，50)返回参考点，其指令为：G30 X190 Z50；G30 U100 W30。
　　数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服系统、测量环节和机床本体(组成机床本体的各机械部件)组成。如数控机床组成示意图所示。
　　数控机床组成示意图
　　1) 输入输出装置
　　操作面板
　　它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。下图为西门子的一款数控系统的操作面板，
　　控制介质
　　人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。常用的控制价质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。
　　人机交互设备
　　数控机床在加工运行时，通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，对数控机床运行状态进行显示等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。
　　通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有：
　　串行通讯（RS-232等串口）
　　自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）
　　网络技术（internet，LAN等）。
　　DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一
　　词的缩写，意为直接数字控制或分布数字控制。
　　2) 计算机数控（CNC）装置
　　数控装置是数控机床的中枢。CNC装置(CNC单元)
　　组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
　　作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心
　　3) 进给伺服驱动系统
　　进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。
　　常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。
　　4) 机床电气控制
　　机床电气控制包括两个方面，可如图所示箭头所指的内容。PLC（可编程的逻辑控制器）用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，而机床I/O电路和装置则是用来 实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；
　　5) 测量装置
　　数控机床中的测量装置
　　数控机床中的反馈系统的工作，反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。在其它的控制领域，测量装置也有其应用
　　机械手中的控制电机与测量装置
　　测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上，按有无检测装置，CNC系统可分为开环和闭环系统，而按测量装置安装的位置不同可分为闭环与半闭环数控系统。开环控系统无测量装置，其控制精度取决于步进电机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。因此，检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
　　6) 机床本体
　　数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，与普通机床相比，应具有更好的抗振性和刚度，要求相对运动面的摩擦因数要小，进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格，加工制造要求精密，并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。辅助控制装置包括刀库的转位换刀
　　以上是一般数控车床的组成结构，在实习的过程中，我了解了一下公司生产的CJK0620型的数控机床，它由以下单元组成：变频器（型号lnovance），两个全数字交流伺服单元（型号 SD20B），控制变压器（型号BK1500，容量1.5KV/A,频率50-60HZ，机级电压380V，次级电压220V），控制变压器（型号BK150，容量150V/A，频率50-60HZ，绝缘等级B，机级电压380V，次级电压11-12：36V；11-13：220V），风扇一个，丝杆两个，工作台，两个交流伺服电机，刀架，润滑装置，拖板等等
　　尾 声
　　时光如流水，两周的时间转眼即逝，这次实习给我的体会是：
　　① 通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。
　　② 在数控机床的生产装配以及调试上，具有初步的独立操作技能。
　　③ 在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。
　　④ 这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！
　　⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。
　　是的，课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎样变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上，出现挫折感，可我觉得，要是没有书本知识作铺垫，又哪应付瞬息万变的社会呢？经过这次实习，虽然时间很短，可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处，相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题，于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的，而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门，还要跟别的部门例如市场部的同事相处好，那工作起来的效率才高，人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经，而且可以学到不少工作以外的事情，尽管许多情况我们不一定遇到，可有所了解做到心中有底，也算是此次实习的其中一个目的了。
　　很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我在实习中接触到的零件的加工，虽然它的危险性很大，但是要亲自去操作而且要作出成品，这样就锻炼了我敢于尝试的勇气。

求“浅谈激光加工技术在模具制造中的应用”的毕业论文。。

《模具工业》2001. No . 4 总 242 40
激 光 加 工 技 术 在 模 具 制 造 中 的 应 用
江苏理工大学(江苏镇江 212013) 张 莹 周建忠 戴亚春
[摘要]随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光设备价格的逐渐下降 ,给产品和
模具的制造工艺带来了新的变革 ,在模具制造、 模具表面强化与维修、 取代模具等 3个方面 ,就
激光优化模具制造工艺作了较为详细的分析和探讨。
关键词 模具 激光 工艺优化
[ Abstract ]Wi t h t he mat uri ng of t he las e r p r oces si ng t echnology and t he dec r easi ng of p rice of t he
i ndus t rial la r ge - p owe r las e r e quipme nt , a new i nnovat ion was br ought t o t he manuf act uri ng
t echnology of t he p r oduct s and t he dies and moulds . A r elat ively de t ailed analysis and dis cus sion
was made on t he las e r op t imized manuf act uri ng p r oces s f or dies and moulds f r om t hr e e asp ect s of
manuf act uri ng , s urf ace r ei nf orceme nt and mai nt e nance , and s ubs t i t ut ive dies or moulds .
Key words die and mould , las e r , t echnological p r oces s op t imizat ion
1 引 言
激烈的市场竞争使制造企业对快速响应市场
需求和一次制造成功等要求日益迫切。而在常规制
造系统中 , 产品生产所需大量模具的设计、制造和
装配调试不仅耗费大量资金 , 更严重的是延长了产
品生产的准备时间 , 从而延长了新产品开发周期 ,
形成制造过程中的瓶颈。因此 , 如何快速有效地制
造出高质量、低成本的模具及产品 , 就成为人们不
断探索的课题。随着激光加工技术的日趋成熟和工
业用大功率激光器设备价格的下降 , 给产品和模具
制造工艺带来了重大变革。本文在模具制造、模具
表面强化与维修、取代模具等 3个方面 , 就激光加
工在模具制造中的应用作一些探讨。
2 模具制造
2. 1 模具的激光叠加制造
1982年 ,日本东京大学的中川教授等人提出用
薄片叠加法制造拉伸模 , 1985年 , 美国加州某公司
推出了模具的激光叠加制造法 , 并获得专利 , 其工
艺流程见图 1 ,原理为将激光切割的多层薄板叠加 ,
并使其形状逐渐发生变化 , 最终获得所需的模具立
体几何形状。日本在冲模的激光叠加制造方面已达
到实用阶段 ,所制的凸、 凹模质量高 ,加工尺寸精度
— — —— — —— — —— — —— — —— — ——
收稿日期:2000年8月10日
已达 ±0. 01mm ,切割厚度为 12mm。 经激光切割后 ,
在切口表面形成深 0. 1～0. 2mm、 硬度为 800HV 的
硬化层 ,用来冲裁 1mm 厚的钢板 ,单凭自冷硬化层
就可冲压 10 000 件 , 如在激光切割后再经火焰淬
火 ,则可冲压 3～5万件。 由于各薄板间的连接简单 ,
故用叠加法制作冲模 ,成本可降低一半 ,生产周期大
大缩短。用来制造复合模、落料模和级进模等都取
得了显著的经济效益。
图 1 激光叠加模具制造工艺流程
由模具 CAD 和激光切割相结合构成一个完整
的模具 CAD/ CAM 系统 ,实现板料切割的 FMS ,适
用于多品种小批量生产。用激光切割的薄板来叠加
合成任意三维曲面的制造系统 , 不仅为在塑性加工
和模具领域中实行 FMS 提供了思路 , 而且对于内
部结构复杂的模具制造 ,如型孔、 中孔体及复杂的冷
却管道等 ,也是快速而经济的制造模具的有效方法 ,
并且能带动其他技术如固相扩散等的发展。
2. 2 快速模具制造
模具 CAD
三维设计
二维外形
NC 程序
激光
切割
去除
梯级
创层面
精加工
成形
模具
装
配
薄片
连结
精加工
NC 程序
模 具 制 造 技 术《模具工业》2001. No . 4 总 242 41
快速成型制造技术(RPM)是 80年代后期出现
的一项制造技术 , 目前 RPM 技术已发展了十几种
工艺方法。基于 RPM 技术快速制造模具的方法多
为间接制模法 , 即利用 RPM 原型间接地翻制模
具。
(1) 软质简易模具 (如汽车覆盖件模具) 的制
作。采用硅橡胶、低熔点合金等将原型准确复制成
模具 , 或对原型表面用金属喷涂法或物理蒸发沉积
法镀上一层熔点极低的合金来制作模具。这些简易
模具的寿命为 50～5 000件 ,由于其制造成本低 ,制
作周期短 , 特别适用于产品试制阶段的小批量生
产。
(2) 钢质模具制作。RPM 原型 — — — 三维砂轮
— — — 整体石墨电极 — — — 钢模 ,一个中等大小、 较为复
杂的电极一般 4～8h 即可完成。 美国福特汽车公司
用此技术制造汽车覆盖件模具取得了满意的效果 ,
与传统机械加工制作模具相比 , 快速模具制造省去
了耗时、 昂贵的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降
低 ,具有广阔的应用前景。
3 模具表面强化与修复
为提高模具的使用寿命 , 常常需对模具表面进
行强化处理。常用的模具表面强化处理工艺有化学
处理 (如渗碳、 碳氮共渗等) 、 表层复合处理 (如堆
焊、 热喷涂、 电火花表面强化、 PVD 和 CVD 等) 以
及表面加工强化处理(如喷丸等) 。这些方法大多工
艺较为复杂 , 处理周期较长 , 且处理后存在较大的
变形。采用激光技术来强化和修复模具 , 具有柔性
大 , 表面硬度高 , 工艺周期短 , 工作环境洁净等优
点 ,因此具有很强的生命力。
3. 1 激光相变硬化
激光相变硬化 (激光淬火) 是利用激光辐照到
金属表面 , 使其表面以很高的升温速度达到相变温
度 (但低于熔化温度) 而形成奥氏体 ,当激光束离开
后 , 利用金属表面本身热传导而发生自淬火 , 使金
属表面发生马氏体转变 , 形成硬度高、抗磨损的表
层 , 从而使金属表面得到强化。所用设备为三轴联
动的数控激光加工机。
影响激光强化的主要因素有激光功率、光斑尺
寸和扫描速度。在强化过程中要对这些参数进行优
化 , 并对具体材料选择合适的激光处理参数。对于
CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 铸铁等
的常用模具材料 , 在激光处理后 , 其组织性能较常
规热处理普遍改善。 例如 ,CrWMn 钢在常规加热时
易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物 , 显著增
加工件脆性 ,降低冲击韧性 ,使用在模具刃口或关键
部位寿命较低。采用激光淬火后可获得细马氏体和
弥散分布的碳化物颗粒 ,清除网状 ,并获得最大硬化
层深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 钢激
光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘磨损能力均较
常规热处理有所提高。对 T8A 钢制造的凸模和
Cr12Mo 钢制造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度
1 200HV , 寿命提高 4～6倍 , 既由冲压 2万件提高
到 10～14万件。 对于 T10钢 ,激光淬火后可获得硬
度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化层;对于 Cr12 ,激光
淬火后可获得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化层 ,
使用寿命均得到了较大的提高。
3. 2 激光涂覆
激光涂覆是用激光在基体表面覆盖一层薄的具
有一定性能的涂覆材料 , 这类材料可以是金属或合
金 ,也可以是非金属 ,还可以是化合物及其混合物。
在涂覆过程中 , 涂覆层在激光作用下与基体表面通
过熔合迅速结合在一起。它与激光合金化的主要区
别在于经激光作用后涂层的化学成分基本上不变
化 , 基体的成分基本上不进入涂层内。激光涂覆工
艺实用的材料范围很广 , 正在研究的母体材料有低
碳钢、 合金钢、 铸铁、 镍铬钛耐热合金等 ,研究的添加
材料有钴基合金、 铁基合金和镍基合金等。
采用激光技术在有送粉器的 2kW CO2 激光器
上 , 对 4Cr5MoV1Si 钢基体表面涂覆一层由镍基高
温合金和 WC + W2C 粒子组成的高温耐磨合金粉
末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量为 10g/ min ,工
件移动速度为 2～3mm/ s 条件下 ,获得多道搭接的
大面积高温耐磨合金。 在试验温度为 600℃ 时 ,硬度
为 550～580HV0 .2 ; 在温度为 950℃时 , 硬度为
100～200HV0 .2。 可见在 1 000℃ 左右高温下 ,涂覆层
仍有很高的强硬性 , 是较理想的高温模具耐磨合
金。另外 , 采用激光涂覆方法来修复已磨损的冲模
及拉伸模等 ,可大大延长模具的使用寿命 ,降低模具
的使用成本。
3. 3 激光堆焊
对于一些汽车覆盖件冲裁修边模具 , 为提高使
用寿命 ,节省优质模具材料 ,刃口往往采用在较差的
基体材料上堆焊一层性能优异的合金。 过去 ,堆焊大
多采用人工氧 — 乙炔火焰堆焊法 ,这种方法虽然设备《模具工业》2001. No . 4 总 242 42
费用低 ,但功率密度不高(10
2
～10
3
W/ cm 2
) ,且难以
进行精确控制 , 因而堆焊质量和生产率都较低。70
年代以来 , 开发成功了等离子粉末堆焊技术 , 由于
其具有较高的功率密度且控制性能也较好 , 因而得
到了广泛的应用。但等离子堆焊存在着电极寿命
短、 堆焊层母材稀释率较高等问题。80年代以来出
现的激光堆焊法与使用同一材料的氧 —乙炔火焰
堆焊法相比 ,激光堆焊层组织细微、 致密 ,不良品率
仅为前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生产率比氧
— 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量
仅为其 1/ 2。而且激光堆焊层的室温硬度比氧 — 乙
炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊质量与激光
的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有关。
4 激光加工替代模具冲压加工
4. 1 激光切割替代薄板件的冲裁模
激光切割替代钣金件及汽车车身制造中的冲
裁修边模大有可为。三维激光切割技术 , 由于其本
身具有加工灵活和保证质量的特性 , 在 80 年代就
开始在汽车车身制造中应用。切割时只需用平直的
支撑块来支撑工件 , 因此夹具的制作不仅成本低而
且快速。由于与 CAD/ CAM 技术相结合 ,切割过程
易于控制 , 可实现连续生产和并行加工 , 从而实现
高效率的切割生产。
切割板材所使用的激光器主要有两大类 , 即
CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率为 100～1 500
W , 因为功率小于 1 500W 的激光器其振动模式为
单模 , 切缝宽度为 0. 1～0. 2mm , 切割面也很整洁 ,
而输出功率大于 1 500W 时激光器的振动模式为多
模 , 割缝宽度近 1mm , 切割面质量较差。因 Nd :
YA G的激光可通过光导纤维输送 , 比较灵活方便 ,
适用于机器人手执激光喷嘴配程序控制进行精确
操作 , 因此在三维切割时大多采用。影响激光切割
工件质量的主要因素有切割速度、焦点位置、辅助
气体压力、 激光输出功率及模式。
美国福特和通用汽车公司以及日本的丰田、日
产等汽车公司 , 在汽车生产线上普遍采用激光切割
技术 , 它不必采用各种规格的金属模具 , 除了快速
方便地切割各种不同形状的坯料外 , 还用来大量切
割加工因规格不同需要更改的零件安装孔位置 , 如
汽车标志灯、 车架、 车身两侧装饰线等。通用汽车公
司生产的卡车仅车门就有直径为 <2. 8～<39mm 的
20种孔 , 公司采用 Rofin- Sinar 的 500W 激光器通
过光纤连接到装在机械手的焊头上 , 用以切割这些
孔 ,1min 就完成一扇门开孔的加工 ,孔边缘光滑 ,背
面平整 。<2. 8mm 孔的公差为 0. 03～0. 08mm ,
<12mm 孔的公差为 - 0. 25mm～ + 0. 03mm。该公
司生产的卡车和客车有 89 种孔径和孔位配置不同
的底盘 ,经过优化设计 ,现在只需要冲压 5种不同的
底盘 ,然后再由激光切割出配置不同的孔 ,简化了工
艺 ,提高了效率 ,降低了成本。
我国自然科学基金委在 1997 年把大功率 CO2
及 YA G激光三维焊接和切割理论与技术作为重点
项目进行资助 , 国家产学研激光技术中心的课题组
成员对此进行了系统的研究 , 为在我国汽车车身制
造业中应用三维激光立体加工技术做出了很大贡
献。该中心为一汽轿车公司、宝山钢铁公司等国有
大型企业的技术改造开展了重大工程项目攻关 , 其
中开发红旗加长型轿车覆盖件的三维激光制造工艺
技术 , 在我国轿车生产中是首次采用。在汽车用薄
厚钢板激光大拼板拼接工艺试验研究中首次采用了
激光切割替代精裁工艺技术 , 取得了较好的技术经
济效果。三维激光切割在车身装配后的加工也十分
有用 ,例如开行李架固定孔、 顶盖滑轨孔、 天线安装
孔、修改车轮挡泥板形状等。在新车试制中用于切
割轮廓和修正 ,既缩短了试制周期又节省了模具 ,充
分体现出采用激光切割加工的优点。
4. 2 激光打标替代冲模打标
企业在其生产的零部件上常常需要打上企业自
己的标志或特定的符号与数字 , 以往的方法是使用
冲模打标或用铸模成型 , 打标质量不高。采用数控
激光机打标不仅速度快 , 而且克服了冲模打标中常
见的毛边、尖锐的边缘和畸变。由于采用计算机控
制 , 因此可以打出任意复杂的图案 , 省去了模具设
计、 制造及调试等环节 ,大大缩短了产品的开发制造
周期 , 同时也降低了成本。因激光打标机所需功率
小 ,成本低 ,打出的标记美观、 漂亮 ,现已为大多数企
业所采用。
4. 3 激光成形替代弯曲模成形
金属板料的激光成形技术是一种利用聚焦光束
以一定的速度扫描金属板料表面 (扫描速度应足够
快以防止表面熔化) ,使热作用区内的材料产生明显
的温度梯度 ,导致非均匀分布的热应力 ,从而使板料
塑性变形的方法。与常规成形方法相比 , 激光成形《模具工业》2001. No . 4 总 242 43
具有许多优点: ① 属于无模成形 ,生产周期短 ,柔性
大 , 可不受加工环境限制 , 通过优化激光加工工艺
参数 , 精确控制热作用区域以及热应力的分布 , 将
板料无模成形; ② 因其是一种仅靠热应力而不用模
具使板料变形的塑性加工方法 , 因此属无外力成
形; ③ 为非接触式成形 ,所以不存在模具制作、 磨损
和润滑等问题 ,也不存在贴模、 回弹现象 ,成形精度
高; ④ 可使板料通过复合成形得到形状复杂的异形
件(如球形件、 锥形件和抛物形件等) 。
激光成形机理的实质就是弯曲机理。当激光加
热板料时 , 一方面在激光作用区及其周围产生热应
力 , 同时降低了被加热区域板料的屈服极根 , 从而
使热应力作用区的热态材料产生非均匀的塑性变
形 ,实现板料的弯曲成形。试验表明 ,激光每扫描一
道次 ,金属板料可弯曲 1° ～5° ,不同的扫描轨迹和工
艺参数组合能够产生不同的成形效果和不同程度
的变形量 , 即可得到各种复杂形状的工件。图 2表
示在工艺参数为激光速功率 1. 5kW , 激光束直径
5. 4mm , 材料 SUS304 , 厚 1mm , 碳涂覆面的条件
下 ,激光扫面速度与材料弯曲角之间的变化关系。
图 2 激光扫描速度对弯曲角的影响
现在世界上许多国家都投入较大的人力、物力
对激光成形技术进行专项研究 , 在某些领域现已开
始了初步的工业应用。波兰基础技术研究所的
HFrackiewicz 教授利用激光成形先后制造出了筒
形件、 球形件、 波纹管和金属管的扩口缩口、 弯曲成
形等;德国学者 MGeiger 等将激光成形与其他加工
工序复合运用于汽车制造业 , 进行了汽车覆盖件的
柔性校平和其他成形件的成形 , 而且对弯曲成形过
程进行计算机闭环控制 , 提高了成形精度。德国
Trumpf 公司于 1997 年开发了商品化激光成形多
用机床 Trumat ic L 3030。 相信随着研究的不断深入
以及其他相关技术的发展 , 激光成形技术将逐趋成
熟 ,进入实用化阶段。
5 结束语
激光加工技术作为一种先进的加工工艺 , 在国
外各行业已得到了广泛的应用 ,我国机械行业在 “九
五”期间也将其作为十大技术之一。国家自然科学
基金委也把激光加工工艺和激光加工设备的研究作
为重点研究项目进行资助 , 并明确指出其主要应用
领域应该在汽车制造业。模具作为一种工具 , 其生
产周期、质量和成本直接影响产品的制造过程和销
售。而激光作为一种万能加工工具 , 在减少模具制
造装备 ,缩短模具制造周期 ,降低制造成本和保证模
具质量等方面具有很大的优势。如何在实际生产中
应用激光加工技术来优化模具制造工艺 , 对传统的
模具制造工艺进行改进和组合 , 需要我们做出不断
的努力。
参 考 文 献
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2 李懦荀 ,平雪良.连续激光强化模具刃口的工艺研究.电
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4 曹 能 ,冯 梅.激光加工技术在汽车工业中的应用 ,宝
钢技术 ,1998 , (3)
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业中的应用.汽车工艺与材料 ,1999 , (9)
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机电信息 ,1999 , (6)
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Metal Forming. Annals of t he CIRP ,1994 ,43(2)
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Metal Indust ries ,1997 , (1)

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1 绪 论
机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。
建国40多年来，机械制造工业的发展取得了很大的成绩，逐步形成了产品门类基本齐全，配置比较合理的机械制造工业体系，成为全国最大的产品部门之一。目前，机械制造工业除了为国家建设提供各种普通机械、农业机械、运输机械、电力机械、重型机械、仪表和各种机床外，还能提供各种大型的成套设备，在高新技术产品的开发方面，也取得了长足的进步。
我国机械制造工业虽然取得了很大的进步，但与工业发达的国家相比，在生产能力、技术水平、管理水平和劳动生产率等方面，还有很大的差距。因此，我国的机械制造工业今后的发展，除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密工艺，为高新技术产品的生产提供新工艺、新装备，加强基础技术研究，强化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。
1.1 机械制造工艺学的现状及面临的形势
机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。它的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经和经济实力的重要标志。
经过五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比较齐全，也具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。我们通过引进技术的消化吸收，有计划的推进企业的技术改造，引导企业走科技进步的道路，使制造技术、接机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著变化。一批又一批的先进技术在生产中得到应用于普及，大批企业在关键工序中也增加了先进、精密、高效的关键设备，约有10%的企业进入高科技企业行列，60%以上的企业建立了专门的技术开发机构。
但与先进国家相比我们的还是有一定的距离，表现在制造技术的落后、设计方法与手段、制造工艺、制造自动化及管理等等都远落后于发达国家。
90年代到21世纪初我国有计划经济转向市场经济过渡，也初步建立了形的经济体制的时期，也是国际产业结重组、国际分工不断深化、科技技术突飞猛进发展的时期。在经济和科技技术、市场等各个方面我们不断与世界接轨。我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造技术水平。
1.2 机械制造工艺的发展
机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。采用硬度比工件高的切削刀，在力的作用下使工件的材料发生分离，从而获得所需的形状、尺寸和表面质量，在进行装成机器。
随着科学的发展，出现虚度赢得很高的加工材料，这些材料很难用传统的切削或磨削的方法来加工，某些极小的形状不规则的空隙、型腔也很难用创痛的加工方法获得，于是出现了应用电能、声能、光能或者化学能等来加工金属的特殊加工技术。但另一方面科技的发展对机械产品的精度提出越来越高的要求，特别是宇航器件和集成元件的制造，原有的加工方法已不能满足我们高精度和高表面的需求，于是各种超精密加工方法就应运而生，且加工精密的等级在不断的提高。
制造自动化及其发展是机械制造行业中的最新技术进步的又一个标志，但随着数控加工的应用的推广，CAD和CAM逐步进入实用阶段，特别是柔性制造系统（FMS）的出现，提高生产效率，降低成本，同时也保证了产品的质量和改善了劳动条件。目前，计算机集成制造系统（CIMS）正在研究和开发，也即将投入使用，它的出现将会更大程度的改变现代世界的机械行业。
2 零件的说明
2.1 零件图（见零件图）
2.2 零件的功用
此零件为铸件（ZG25Ⅱ）机械强度和抗争性较好，该零件安装在煤水车转向架部车轴两端部，起到储存润滑油的作用，零件的两侧叉口分别与侧架上的叉口面相配合对轴箱安装起导向的作用，车轴由箱体椭圆孔伸入箱体内，箱内由内侧面定位装有轴瓦，耳座中装弹簧盖板可以用铁板将窗口盖住，掀开铁板由箱体窗口向箱内注油，油不宜加多，以免由窗口溢出，顶面的圆台与侧面架叉口的上面配合。
2.3 零件的工艺分析
本设计所要的加工的零件，材料为ZG25Ⅱ，毛坯的铸件Ⅱ级其主要的机械性能：布氏硬度HB≥131 抗拉强度。
σ=45Kgf/mm = 441MPPa
由箱体的零件图上显示以下几个加工面：
（1）工件顶窗台面Q
（2）工件顶圆台面P
（3）底面N
（4）侧面R
（5）两侧叉口凸台面P和叉口侧面Q
（6）箱体内方台
（7）箱体内侧壁
（8）内侧壁侧面
（9）φ196mm孔侧壁
（10）孔2侧壁
（11）φ21mm耳座孔
（12）M8×1.25mm的螺纹底孔、攻丝
本零件加工表面的位置精度及形状精度要求不高，表面粗糙度要求较低。
2.4 箱体零件的主要技术要求
2.4.1．主要平面的形状精度和表面粗糙度
箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应该有较高的平面度和较小的表面粗糙度，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。
2.4.2．孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度
箱体上的轴承支撑孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件产生震动和噪声。轴箱的支承孔的尺寸精度为IT6，圆度和圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.63-0.32
2.4.3.主要孔和平面的相互位置精度
同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否则，不仅装配有空难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高轴承磨损加剧，主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.1-0.04mm。
3.确定零件的生产类型
零件的生产类型一般可以分为大量生产、成批生产、和单件生产三种类型，不同的生产类型有不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量，计算公式为：
N=Qm(1+a%)(1+b%)
式中N——零件的生产纲领
Q——产品的年产量
m——每台产品中该零件的数量
a%——备品率
b%——废品率
在本次设计中，箱体重50K，年产量为500台，m=1件/台，a%=3% ，b%=0.5%
则N=500×1×（1+3%）（1+0.5%）=517件/年
又已知该零件〈100Kg ，年生产量为500-5000台，则由文献[4]查表1-3知该生产类型为中批生产，属批量生产。

4毛坯的确定
影响毛坯选择的因素通常包括：
（1）零件结构形状和外形尺寸
（2）零件材料的工艺性及对材料的组织的要求
（3）零件对毛坯的精度，表面的粗糙度和表面层的性能的要求。
（4）零件生产纲领的大小。
（5）现有生产能力和发展的前途。
由于零件材料为ZQ25Ⅱ，结构复杂，尺寸较大，只能采用砂型铸造的方法制造毛坯，手工砂箱铸造的铸件，当采用手工木模造型时，由于木模本身的制造精度不高，使用中易受潮易变形，加之手工造型的误差大，为此必须留下有较大的加工余量。另外工件使用时要求承受较大的冲击力，所以铸件后除进行热处理消除直径为20的内应力，减小变形，铸件本身不值得有裂纹、疏松等致命性的缺陷，而且由于是大批量的生产，毛坯的外形必须光洁，不允许有飞刺及尖棱的凸起，不得带有钢渣，以免影响到后续加工，尤其是铸模分型处理更要注意。为了提高生产率减低成本，保证加工质量。
毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。
毛坯铸造时应防止砂眼和气孔的产生，为了减少毛坯制造时产生的残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸时应安排时效处理。
5箱体加工工艺过程分析
5.1定位基准的选择 ：
拟订工艺路线的第一步就是选择定位基准，为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程的顺利进行，通常应先考虑如何精基准来加工各个表面，然后考虑如何把作为精基准的表面加工出来。
精基准的具体选择原则如下：
（1）基准重合原则：
应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可以避免由于基准不重合产生的定位误差。
（2）基准统一原则：
采用统一原则可以避免基准转换造成的误差，可以减少夹具数量和简化夹具设计，可以减少装夹次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率
（3） 互为基准原则：
加工表面和定位表面互相转换的原则。一般适用于精加工和光磨加工等。
（4） 自为基准的原则：
有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应该尽量选择加工表面本身作为精基准。
（5） 便于装夹原则
应选定位可靠，装夹方便的表面为基准，所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。
5.2 粗基准的选择：
选择粗基准主要是选择第一道加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般遵循下列原则：
（1） 保证相互位置要求原则
（2） 保证加工表面加工余量合理分配的原则
（3） 便于工件装夹原则
（4） 粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则。
5.3.加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段。
（1） 粗加工阶段
此阶段主要任务是高效的切除各表面上的大部分余量，并加工出精基准。
（2） 半精加工阶段
使主要表面消除加工后留下的误差，使其达到一定的精度，为精加工作好准备，并完成一些精度要求不高的表面的加工。
（3） 精加工阶段
主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到图样上所规定的要求。精加工切除的余量很小。
应当指出的是，加工阶段的划分不是绝对的，在应用时要灵活掌握。为避免过多的尺寸换算，通常防在半精加工或精加工阶段钻削。
5.4.工序集中与分散
工序集中的特点：有利于采用高生产率的机车，减少工件装夹次数，节省装夹工作时间，有利用保证各加工面的相互位置精度。减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作，专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。
工序分散的特点：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易，工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大，有利用选择合理的切削用量。
5.5.工序顺序的安排
5.5.1机械加工工序的安排
一般遵循以下原则：
1) 先基准后其他
2) 先粗后精
3) 先主后次
4) 先面后孔
5.5.2辅助工序的安排
1）检验工序
2） 去毛刺及清洗
3） 特殊需要的工序
为了满足上述要求，针对本次的设计，特别指出以下：
我们选择箱体的重要孔的毛坯孔为粗基准，由于铸造箱体毛坯时，形成轴孔、其他支撑孔及箱体内壁的型芯是一起防入的，因此还能较好的保证各孔的轴线与箱体不加工内壁的相互位置，避免装入箱体内零件在运转时与箱体内壁相碰。精基准的选择,该轴箱的侧面和侧面孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现箱体零件一面两孔的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则。此外，侧面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。
箱体的加工表面虽然多，但主要是一些孔和平面。通常平面的加工精度较易保证，而精度要求较高的支承孔以及孔与孔间、孔与平面的相互位置精度则较难保证，往往成为生产中的关键.
5.6箱体加工工艺的过程中，应将保证孔的精度作为重点
5.6.1工艺顺序为先面后孔
加工顺序通常为先加工作为精基准的平面，然后以加工好的平面定位加工孔。由于箱体的孔一般是分布在外壁和中间隔壁的平面上的，先加工平面可切去铸件表面的凹凸不平及夹砂等缺陷，这样有利于以后的孔加工，保护刀具对到和调整等。
5.6.2加工阶段粗、精分开
箱体的结构比较复杂，加工精度要求比较的高，所以，箱体的主要加工表面一般都明确的划分为粗、精加工两个阶段。粗、精加工阶段分开的优点如下：
1) 避免粗加工产生的变形破坏已精加工过的表面精度
由于粗加工切削余量大，切削力大，夹紧力大，切削热量大，因而引起工件的弹性变形和热变形也大。若粗、精加工分开，则在粗加工后，由以上原因引起的变形充分表现出来，在精加工阶段能在余量中获得修正。
2) 便于及时发现毛坯的缺陷
由于粗加工时要切去大部分加工余量，因而粗加工阶段时可以在各加工表面上及时发现缺陷。
3) 有利于保证加工精度，也有利于保护机床的精度和合理使用机床。
因为粗、精不在同一工序进行，粗加工可以发挥粗加工机床高生产率的潜力，精加工可以发挥精密机床的精密特长。
5.7．工序间安排时效处理
箱体的毛坯比较复杂，铸件内应力较大，为了消除内应力，减少变形，保证精度的稳定性，铸造后安排人工时效处理（加热到500-550℃，加热速度50-120℃/小时，保温4-6小时，冷却速度〈=30℃/小时，出炉温度〈=120℃〉
5.8.选择箱体的底面和侧面作为加工孔和其他表面的精基准
由于底面和侧面是空的设计基准，并与箱体的两端面在位置上有直接联系，故选底面和侧面为定位基准，不仅消除了孔加工时的基准不重合误差，而且由于定位基准的统一，在同工序多次安装加工各表面时，夹具设计也简化。此外，底面的面积大，定位稳定可靠，安装误差较小。加工各孔时，由于箱口朝上，所以更换导向套，安装调整刀具、测量孔径尺寸、观察加工情况都很方便。
5.9．孔系的加工
生产中保证孔距精度的方法有以下几种
（1）找正法
1）划线找正法，为提高划线找正的精度，可采用试切法。
2）用心轴和块规找正法 ，用这种方法，孔距精度可达到+/-0.03毫米。
3）样板找正法， 此法找正比较迅速，工艺装备不太复杂，孔距精度可达到+/-0.05毫米。
4）用定心套找正法，能保证精度0.02毫米左右，操作技术要求较高。
（2）镗模法
采用镗模可以大大提高机床-夹具-工件-刀具之间的工艺系统刚度和抗振性，此外，可节省调整找正的辅助时间，并可采用高效率的定位、夹紧装置，生产率高。
（3）坐标法
坐标法镗孔是按孔系间相互位置的水平和垂直坐标尺寸的关系，在普通镗床、立式铣床、坐标镗床等借助测量装置，调整主轴在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法，因此，孔距精度取决于坐标移动精度。
5.10.箱体的检验
箱体检验包括以下几个方面
（1）各加工的表面粗糙度及外观检查，通常用表面粗糙度样块和目测的方法。
（2）孔的尺寸精度检验， 一般采用塞规或采用内径千分尺、内径千分表等万能量具。
（3）孔和平面的几何形状精度， 圆度或圆柱度误差常用内径千分尺、内径千分表检验，平面度误差常用涂色法或用平尺和厚薄规检验，当精度要求较高时，可采用仪器检验。
（4）孔系的相互位置精度
孔心距、孔轴心线间平行度误差、孔轴心线垂直误差以及孔轴心线与端面垂直度误差的检验可利用检验棒、千分尺，百分表，直角尺以及平台等相互组合而进行测量，孔系同轴度可利用检验棒来测量，如果检验棒能自由推入同轴线的孔内，即表明误差在允许范围内。

10 结论
毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整箱体加工工艺和夹具设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。
虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种夹具的适用范围，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了很多知识，这是很珍贵的。
提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论是机械加工还是设计，我都采用了一些新的技术和设备，他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如在夹具设计上就有很大的不足，在这个机械制造业被高度重视的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。
总之，设计是灵活性很大的创造过程，同时也认识了自己的不足，为今后的设计，工作打下了坚实的基础。
11致 谢
为期三个月的毕业设计即将接近尾声，在指导老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成。
首先，向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯串于设计的完全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我们学会逗乐书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，他和我们在一起共同解决了设备出现的各种问题。
其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。
总之，本次设计是在老师的指导下和同学的帮助下共同完成的，在设计的三个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。
祝我们的母校在未来的发展中越办越好。

X年X月X日
12参考文献

参考文献：
［1］荆长生主编.机械制造工艺学.西安:西北工业大学出版社,1997.
［2］周世学主编.机械制造工艺与夹具.北京:北京理工大学出版社,1999.
［3］朱派龙,孙永红主编.机械制造工艺装备.西安:西安电子科技大学出版社,2006.
［4］刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.北京:机械工业出版社,1996.
［5］张耀宸主编.机械加工工艺设计实用手册.北京:航空工业出版社,1993.
［6］王季琨,沈中伟,刘锡珍主编.机械制造工艺学.天津:天津大学出版社,2004.
［7］张德泉,陈思夫,林彬主编.机械制造装备及其设计.天津:天津大学出版社,2003
［8］李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1993.
［9］李云主编.机械制造工艺及设备设计指导手册.北京:机械工业出版社,2001.
［10］周伟平主编.机械制造技术.武汉:华中科技大学出版社,2002.
［11］徐嘉元,曾家驹主编.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社,1999.
［12］张树森主编.机械制造工程学.沈阳:东北大学出版社,2001.
［13］张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京:机械工业出版社,2007.
[14] 李洪主编.机械加工工艺手册.北京：北京出版社，1990.
[15] 机械制造技术基础课程设计指导教程，
[16]徐圣群主编.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学技术出版社，1991.

关于钳工的毕业论文

对螺纹加工实践分析

一、加工螺纹底孔应注意的事项
（一）严格按照《机械工人切削手册》进行查表和计算，选择所需加工螺纹底孔的钻头或扩孔钻头。钻头的切削刃要锋利，刃带要光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。
（二） 钻孔时要选择适当的转速和进刀量，根据材料不同，选择合理的冷却润滑液，以防止产生过高的切削热能，而加厚冷硬层，给以后攻丝造成困难。
（三）底径大于10mm时，最好先钻孔再扩孔，使底径达到所要的直径和粗糙度，底孔粗糙度应不小于3.2√。可以避免造成弯曲和倾斜，而致使螺纹牙型不完整和歪斜。
二、螺纹攻丝实例
（一）对m8以下的小直径螺纹进行攻丝，一般都在排钻上加工，用一般的弹性夹头夹持住机用丝攻，在排床下面装置脚踏开关，攻削时手扶工件，钻床转速一般采用480—860转/分，适当地加些菜油。在攻丝过程中，钻床主轴保持不动，丝攻进刀和退刀完全靠手控制，靠手感感觉，如果丝攻负荷增加，可立即踏下反转开关，就可以方便而迅速 。
（二）地将丝攻退出。这样就避免丝攻折断，如此往返加工，提高工作效能，适用于批量生产。
（三）对不锈钢材料的加工。在实践中，遇不锈钢材料的攻丝是件比较困难的事。如何提高工作效率呢？这就要将丝攻进行修磨，使切削锥度延长，一般为4°，使校准部分留4t ，这样可以减小切削厚度和切削变形；同时，切切屑也容易卷曲和排除。加大前角和后角，使γ=15°，α=25°，以提高切削能力，减少摩擦。这样，虽然刀齿的强度有所降低，但因切削锥角较小，切削部分加长了，使每个刀齿的切削负荷减轻了，所以对刀齿的强度影响不大。用这种头锥攻完后，再用二锥和末锥加工，可以提高螺纹的质量和粗糙度。
三、丝攻的修磨。
丝攻发生磨损和崩刃以后，可以通过修磨恢复它的锋利性,一般情况下,主要是修磨刀齿前后角。
(一)切削刃前面的修磨。当丝攻的切削刃经钝化或粘屑，因而降低其锋利性时，可以用柱形油石研磨切削刃的前面。研磨时，在油石上涂一些机油，油石掌握平稳，注意不要将刀齿的小园角。研磨后将丝锥清洗干净。当丝攻的刀齿磨损到极限成崩刀齿时，可在刀磨上用片状砂轮修磨刀齿的前面。修磨好后，用柱形油石进行研磨，提高刀齿前面和容屑槽的粗糙度。
(二)切削刃的后角的修磨。当丝攻的切削刃损坏时，可在一般砂轮上修切削刃后角。修磨时要注意切削锥的一致性。转动丝攻时，下一条刃齿的刃尖不要接触砂轮，以免将刀齿的刃尖磨掉。
四、丝锥本身的质量状况对加工的螺纹孔有着直接的影响，因而在选用丝攻时，要注意几点：
（一）丝攻的螺纹表面和容屑槽要光滑。如切屑瘤、粘屑或锈蚀时，要消除干净，以完全阻碍切削的排除。丝锥的牙形和切削部分的刀齿要锋利，不得有崩刃、毛刺、碳伤等，否则在攻削时，就会粘屑和破坏螺孔表面粗糙度。
（二）机用丝攻的装夹部分要光整，对磨损严重的要进行修磨；手用丝攻的方头棱角磨损后，应修磨小一号，防止攻丝时夹持不牢，产生打滑。
（三）要达到工件螺纹孔的精度，要选用相应精度的丝攻进行加工。

李文辉的介绍

工学博士，副教授,现任机械工程学院副院长。1999年硕士毕业于太原理工大学机械制造及其自动化专业，主攻精密表面光整加工方向，获硕士学位。同年留校任教后，一直从事精密表面光整加工方向和特种加工方向的研究工作，2009年博士毕业于太原理工大学机械制造及其自动化专业。以第一作者发表相关学术论文20余篇（EI收录8篇），获得国家发明专利2项，主持完成省级科研项目1项并通过鉴定（达国内领先水平）、主持完成横向科研项目1项，作为主要参与者合作完成国家自然科学基金项目2项、省级科研项目多项，经鉴定，项目“发动机摩擦副零件表面光整加工新技术研究及应用”达国际先进水平，“轴类零件卧式滚磨光整加工设备的研制与开发”和“磁场电火花复合加工工艺研究和设备开发”达国内领先水平。