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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 1 零件分析……………………………………………………………………………1</p><p> 1.1 零件作用…………………………………………………………………………1</p><p> 1.2 零件的工藝分析…………………………………………………………………1<
2、;/p><p> 1.3 工藝材料分析……………………………………………………………………2</p><p> 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………2</p><p> 2.1 確定毛坯的制造形式……………………………………………………………2</p><p> 2.2 基準(zhǔn)的選擇……………………
3、…………………………………………………2 </p><p> 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………2</p><p> 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………3</p><p> 2.3 制定工藝路線(xiàn)……………………………………………………………………3</p>&l
4、t;p> 2.3.1 工藝路線(xiàn)方案一………………………………………………………………3</p><p> 2.3.2 工藝路線(xiàn)方案二………………………………………………………………8</p><p> 2.3.3 工藝方案的比較與分析………………………………………………………9</p><p> 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…
5、………………………………10</p><p> 2.4.1 外圓表面………………………………………………………………………11</p><p> 2.4.2 長(zhǎng)度方向………………………………………………………………………11</p><p> 2.4.3 內(nèi)孔加工………………………………………………………………………12</p><p
6、> 2.4.4 其余孔系加工…………………………………………………………………12</p><p> 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)………………………………………………………13</p><p> 2.5.1 粗車(chē)外徑………………………………………………………………………13</p><p> 2.5.2 粗銑外形………………………………………
7、………………………………17</p><p> 2.5.3 鉆孔……………………………………………………………………………19</p><p> 2.5.4 攻螺紋…………………………………………………………………………20</p><p> 2.6 工藝裝置…………………………………………………………………………21</p><p&
8、gt; 2.6.1 刀具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………21</p><p> 2.6.2 量具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………22</p><p> 2.6.3 夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………25</p><p> 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………
9、………………………29</p><p> 致謝………………………………………………………………………………………30</p><p><b> 1 零件分析</b></p><p><b> 1.1 零件作用</b></p><p> 殼體零件是某產(chǎn)品的關(guān)鍵件,該產(chǎn)品四個(gè)螺紋4-M2-6
10、G及φ16.5H8與儀器艙連接,而內(nèi)孔φ55H8是萬(wàn)向支架的支撐,在工作時(shí),殼體零件隨某產(chǎn)品一起旋轉(zhuǎn),但萬(wàn)向支架由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn),使轉(zhuǎn)子軸在空間的方向保持穩(wěn)定不動(dòng),為某產(chǎn)品提供一個(gè)姿態(tài)測(cè)量基準(zhǔn),測(cè)量彈體滾動(dòng)姿態(tài)角,把大地坐標(biāo)建立在該產(chǎn)品上。</p><p> 1.2 零件的工藝分析</p><p> 殼體零件有兩組主要加工表面,它們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下:</p&g
11、t;<p> 以φ16.5H8孔為中心的加工表面。</p><p> 這一組加工表面包括φ16.5H8及其倒角、φ16.5H8對(duì)φ57.8±0.25的同軸度φ0.2;尺寸φ31H14及其對(duì)φ16.5H8的同軸度φ0.2、垂直度0.01;四個(gè)螺紋孔4-M2-6G及其對(duì)φ16.5H8位置度φ0.2。其中,主要加工表面為φ16.5H8孔及倒角和其對(duì)φ57.8±0.25同軸度φ0.2
12、,表面粗糙度1.6。</p><p> 以φ55H8孔為中心的加工表面。</p><p> 這一組加工表面包括φ55H8孔及其倒角、φ55H8對(duì)φ16.5H8的同軸度φ0.02、尺寸2.2H12;長(zhǎng)度尺寸52.6h11及其對(duì)φ16.5H8垂直度0.02;φ53.6H11孔及其對(duì)φ16.5H8同軸度φ0.1。</p><p> 這兩組加工表面之間有著一定的位置要
13、求,主要是:</p><p> ?。?)尺寸φ16.5H8與φ57.8±0.25之間的同軸度公差為φ0.2。</p><p> ?。?)尺寸φ31H14與φ16.5H8之間的同軸度公差為φ0.2,以及其端面與φ16.5H8之間的垂直度公差為0.01。</p><p> ?。?)尺寸φ55H8與φ16.5H8之間的同軸度公差為φ0.02,以及其端面與φ16.
14、5H8之間的垂直度公差0.02。</p><p> 由以上分析可知,對(duì)于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一組表面,并且保證它們之間的位置精度要求。</p><p> 1.3 工件材料分析</p><p> 由于殼體零件在產(chǎn)品飛行過(guò)程中受到3500 g的加速度沖擊,因此,需要該零件的機(jī)械性能(即抗拉強(qiáng)度、硬度較高),同時(shí)鑄造
15、性能好,因此,在鑄造鋁合金中選擇ZL111能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品性能要求。</p><p><b> 熱處理:人工時(shí)效。</b></p><p> 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)</p><p> 2.1 確定毛坯的制造形式</p><p> 零件材料為ZL111鋁合金,零件在使用過(guò)程中受到較大的直線(xiàn)慣性力及沖擊載荷且形狀復(fù)雜,為
16、了減少工作量,保證基本外形和內(nèi)腔的成型,使大批量的要求得以實(shí)現(xiàn),為此采用壓力鑄造,通過(guò)壓鑄使得鑄件的尺寸精度和表面粗糙度很高,鑄件的尺寸精度達(dá)到IT12~I(xiàn)T11,表面粗糙度為Ra3.2um~Ra0.8um,為保證毛坯成型質(zhì)量,采用大的澆冒口,以補(bǔ)充成形的收縮,對(duì)于輪廓峰谷、凸凹等都能清晰地鑄出,另外,其加工方法生產(chǎn)效率極高。</p><p> 2.2 基準(zhǔn)的選擇</p><p>
17、2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇。</p><p> 對(duì)于一般的軸類(lèi)零件而言,以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)殼體零件而言,如果以φ73.4外圓表面作為粗基準(zhǔn)(四點(diǎn)定位)則可能造成定位裝夾不牢靠,因?yàn)樵撏鈭A為不連續(xù)表面,另外表面積寬度不夠僅有11mm左右。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn),若有若干個(gè)不加工表面則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)),
18、為此,選擇φ57.8±0.25為粗基準(zhǔn),消除四個(gè)自由度。</p><p> 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇。</p><p> 主要考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一、重合的問(wèn)題。</p><p> 對(duì)于殼體零件,主要加工表面是內(nèi)腔,以軸線(xiàn)為準(zhǔn)的孔系加工,而殼體的兩個(gè)主要表面,而在加工的一個(gè)表面不連續(xù)且寬度又短(φ73.4),利用粗加工將φ73.4外圓粗加工,反過(guò)來(lái)利用這個(gè)表
19、面再加工φ57.8±0.25,將精基準(zhǔn)加工完成,即φ57.8,且該精基準(zhǔn)為產(chǎn)品圖中各個(gè)特征的位置的第一基準(zhǔn)。</p><p> 2.3 制定工藝路線(xiàn)</p><p> 在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批量的條件下,盡可能采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡可能使工序集中為原則來(lái)提高生產(chǎn)率;同時(shí),由于我國(guó)現(xiàn)行機(jī)加工藝技術(shù)的提高,特別是加工設(shè)備的數(shù)字程序化,設(shè)備精度有了很大提高,同時(shí)在數(shù)控設(shè)備
20、中一次定為夾緊可實(shí)現(xiàn)多工步加工,這樣更有利于零件尺寸、精度的保證,可使生產(chǎn)成本下降。</p><p> 2.3.1 工藝路線(xiàn)方案一</p><p><b> 工序1:銑澆冒口。</b></p><p> 工序2:粗車(chē)外圓φ75。</p><p> 工序3:車(chē)外圓φ57.8;端面9±0.3。</p
21、><p> 工序4:車(chē)端面、外圓、擴(kuò)孔17.6±0.2;7.56±0.04,垂直度0.05(后道工序的精基準(zhǔn));φ73.6及同軸度誤差0.1;擴(kuò)孔φ15.5(φ15.5H14)。</p><p> 工序5:內(nèi)孔加工(關(guān)鍵工序)車(chē)端面45;鏜孔φ31保證48及同軸度公差φ0.2;粗、精鏜孔φ53.6保證32.2H13、38.2H13及100º;鏜孔φ55保證尺寸
22、2.2及倒角0.3×45º;鏜孔φ16.5H8及 同軸度公差φ0.1,倒角。其加工程序?yàn)椋?lt;/p><p> T0101;(端面刀)</p><p> G97 S800 M3;</p><p> G00 Z0.5;</p><p><b> X64;</b></p><p
23、> G01 G99 X41 F0.1;</p><p><b> W0.1;</b></p><p><b> X57;</b></p><p> G3 57.6 Z-0.3 R0.3;</p><p> G01 X64 F1.0;</p><p>
24、 G00 X150;</p><p><b> Z100;</b></p><p> T0202(粗鏜刀1)</p><p> G97 S500 M3;</p><p><b> G00 Z3;</b></p><p><b> X41.;<
25、;/b></p><p> G00 Z-2.1;</p><p> G01 X54.6 F0.08;</p><p><b> X41.0;</b></p><p> G00 Z-35.0;</p><p> G01 Z-38.2 F0.1;</p>&l
26、t;p> X53.65 F0.08;</p><p><b> X41.0;</b></p><p> G00 Z-32.2;</p><p> G01 X53.65 F0.05;</p><p><b> X41.0;</b></p><p> G
27、00 Z-26.2;</p><p> G01 X53.65 F0.05;</p><p><b> X41.0;</b></p><p> G00 Z-20.2;</p><p> G01 X53.65 F0.05;</p><p><b> X41;</b
28、></p><p> G00 Z-14.2;</p><p> G01 X53.65 F0.05;</p><p><b> X41.0;</b></p><p> G00 Z-13.1;</p><p> G01 X53.65 F0.05;</p>&l
29、t;p><b> X41.0;</b></p><p> G00 X14.0;</p><p><b> Z-40.0;</b></p><p> G01 Z-47.5 F0.08;</p><p><b> X31.1;</b></p>&
30、lt;p> X53.4 Z-38.0;</p><p> G00 X14.0;</p><p><b> Z-46.0;</b></p><p> G01 Z-47.82 F0.08;</p><p><b> X31.1;</b></p><p>
31、 X53.75 Z-38.38;</p><p><b> Z-13.4;</b></p><p> G00 X41.0;</p><p><b> Z-13.0;</b></p><p> G01 53.75 F0.08;</p><p><b&
32、gt; Z-13.4;</b></p><p> G00 X41.0;</p><p><b> Z100.0;</b></p><p><b> X200.0;</b></p><p> T0303;(粗鏜刀2)</p><p> G97 S80
33、0 M3;</p><p> G00 Z5.0;</p><p><b> X54.85;</b></p><p> G01 G99 Z-2.25 F0.1;</p><p><b> X41.0;</b></p><p><b> Z-11.3
34、;</b></p><p><b> X53.7;</b></p><p><b> Z-38.38;</b></p><p> X31.1 W-9.4;</p><p><b> Z-48.05;</b></p><p><
35、;b> X17.5;</b></p><p> U-1.4 W-0.7;</p><p><b> W1.0;</b></p><p> Z-54.0 F0.08;</p><p><b> U-1.0;</b></p><p><b&g
36、t; Z-45.0;</b></p><p><b> X16.3;</b></p><p> Z-54.0 F0.08;</p><p><b> U-1.0;</b></p><p><b> Z-4.5;</b></p><p&
37、gt; G00 Z5.0;</p><p> X100.0 Z200.0;</p><p> T0404;(精鏜刀)</p><p> G97 S800 M3;</p><p> G00 Z3.0;</p><p><b> X57.02;</b></p>&l
38、t;p> G01 Z0.7 F0.1;</p><p> X55.02 Z-0.3;</p><p> Z-2.25 F0.04;</p><p><b> 41.0;</b></p><p> G00 X16.4;</p><p><b> Z-45.
39、0;</b></p><p> G01 Z-54.0 F0.08;</p><p><b> U-0.5;</b></p><p><b> Z-45.0;</b></p><p><b> X16.51;</b></p><p&g
40、t; G01 Z-54.0 F0.05;</p><p><b> U-0.5;</b></p><p> G00 Z5.0;</p><p><b> Z100.0;</b></p><p><b> X200.0;</b></p><
41、p><b> M30;</b></p><p> 工序6:銑外形28.9±0.3,R28.9±0.3,角度197º±30´,272º±30´。</p><p> 工序7:鉆4-φ4.4H12。</p><p> 鉆4-φ1.567孔。</p>
42、;<p> 攻4-M2-6G螺紋。</p><p> 工序8:鉆6-φ2.013孔。</p><p> 攻6-M2.5-6G螺紋。</p><p> 工序9:鉆φ1.5H14孔。</p><p><b> 工序10:修正螺紋</b></p><p> 2.3.2 工藝路
43、線(xiàn)方案二</p><p><b> 工序1:銑澆冒口。</b></p><p> 工序2:粗車(chē)外圓φ75。</p><p> 工序3:車(chē)外圓φ57.8;端面9±0.3。</p><p> 工序4:車(chē)端面、外圓、擴(kuò)孔17.6±0.2;7.56±0.04,垂直度0.05(后道工序的精基準(zhǔn)
44、);φ73.6及同軸度誤差0.1;擴(kuò)孔φ15.5(φ15.5H14)。</p><p> 工序5:內(nèi)孔加工(關(guān)鍵工序)車(chē)端面45;鏜孔φ31保證48及同軸度公差φ0.2;粗、精鏜孔φ53.6保證32.2H13、38.2H13及100º;鏜孔φ55保證尺寸2.2及倒角0.3X45º;鏜孔φ16.5H8及 同軸度公差φ0.1,倒角。</p><p> 工序6:銑外形28
45、.9±0.3,R28.9±0.3,角度197º±30´,272º±30´。</p><p> 工序7:鉆4-φ4.4H12。</p><p> 工序8:鉆4-φ1.567孔。</p><p> 工序9:攻4-M2-6G螺紋。</p><p> 工序10:鉆
46、6-φ2.013孔。</p><p> 工序11:攻6-M2.5-6G螺紋。</p><p> 工序12:鉆φ1.5H14孔。</p><p><b> 工序13:修正螺紋</b></p><p> 2.3.3 工藝方案的比較與分析</p><p> 上述兩個(gè)工藝方案的基準(zhǔn)點(diǎn)都是以外圓
47、為基準(zhǔn)加工,遵循著基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,一次性加工,能保證位置度精度,尺寸精度和形狀用數(shù)控機(jī)床來(lái)控制。但不同點(diǎn)是方案一將小孔系和螺紋孔都集中在一個(gè)組合機(jī)床上加工,生產(chǎn)率高,減少裝夾零件等輔助時(shí)間,一次性完成,但在成批生產(chǎn)時(shí)還得進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì),因此,在能保證加工精度的情況下盡量能不選用組合機(jī)床。</p><p> 而方案二是工序相對(duì)分散,主要考慮用萬(wàn)能機(jī)床加上專(zhuān)用夾具來(lái)加工,這樣雖然費(fèi)點(diǎn)時(shí)間,但相對(duì)而言投資小、工序簡(jiǎn)單
48、。此外該零件的螺紋孔太小,易折斷刀具,若采用方案二后增加了調(diào)刀、換刀時(shí)間,操作工的相對(duì)技術(shù)要求較高,為此我們采用方案二硫化碳。</p><p> 方案一、方案二在關(guān)鍵工序中都采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行內(nèi)控系加工。因?yàn)樵搩?nèi)孔各個(gè)尺寸關(guān)聯(lián)較多,且零件屬薄壁零件及100º錐度孔,不能多次進(jìn)行裝夾,同時(shí)采用數(shù)控機(jī)床可進(jìn)行多工步加工,縮短了輔助時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。</p><p> 2.4
49、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p><b> 零件原始資料:</b></p><p> “殼體”零件材料:ZL111</p><p><b> 零件重量:90g</b></p><p><b> 生產(chǎn)類(lèi)型:大批量</b></p><
50、;p><b> 加工方法:壓鑄</b></p><p> 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各個(gè)表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》)表2.1-6毛坯的制造方法及其工藝特點(diǎn)。</p><p> 毛坯的制造方法,在壓鑄方法中:最大重量(Kg)10~16。</p><p> 最小壁
51、厚(mm):1。</p><p> 形狀的復(fù)雜性(由模具制造難易決定)。</p><p> 材料:有色金屬及其合金。</p><p> 生產(chǎn)類(lèi)型:大批大量生產(chǎn)。</p><p> 精度等級(jí)(IT):11~12。</p><p> 毛坯尺寸公差(mm):0.05~0.15。</p><p&g
52、t; 表面粗糙度:6.3。</p><p> 而我們所生產(chǎn)的殼體符合以上的范圍,所以采用壓鑄法生產(chǎn)是合理可行的。</p><p> 查2.5表2.3-6;表2.3-11在“壓力鑄造”中得知:MA(加工余量等級(jí))為E級(jí),CT(尺寸公差等級(jí))為5~7級(jí)。根據(jù)我們所擔(dān)負(fù)的零件情況(薄壁件),決定選E等級(jí),CT選7級(jí)。再查《工藝手冊(cè)》表2.3-5 MA=mm查《工藝手冊(cè)》表2.3-9 CT=
53、mm(鑄件尺寸>40~63為1mm,鑄件尺寸>63~100為1.1mm)。</p><p> 2.4.1 外圓表面(φ73.4,φ57.8±0.25)</p><p> 2.4.1.1考慮其加工長(zhǎng)度不大,約11,其工序?yàn)榇周?chē)、精車(chē),總余量2Z=3mm即73.4+3=76.4mm,圓整為76.5mm,取76.5mm為自由尺寸即可。</p><p>
54、查表2.3-39(粗車(chē)外圓后半精車(chē)余量)2Z=1.1mm 即精車(chē)余量2Z=1.1mm,精車(chē)加工精度();粗車(chē)余量2Z=1.9mm,粗車(chē)加工精度()。</p><p> 2.4.1.2 φ57.8±0.25為外圓不加工表面,考慮其工藝編制要以此為精加工基準(zhǔn),在加工中零件數(shù)薄壁件,可能造成變形,所以采用定位套。同時(shí)為了其它尺寸加工精度,將φ57.8±0.25的表面變?yōu)榧庸け砻妫嗔?Z=0.
55、5mm,即57.8+0.5=58.3mm,公差±0.25mm。</p><p> 2.4.2 長(zhǎng)度方向 尺寸(52.6h11;45h11;38.2H13;48H10;17.6±0.2)</p><p> 2.4.2.1 52.6h11:兩端面都需加工,同時(shí)結(jié)合工廠(chǎng)實(shí)際加工工藝的方法取余量Z=2.4mm,即52.6+2.4=55mm,公差±0.4mm。
56、</p><p> 2.4.2.2 45h11:兩端面都需加工,余量Z=2.5mm,即45+2.5=47.5mm</p><p><b> 公差±0.4mm。</b></p><p> 2.4.2.3 38.2H13:在鏜孔是保證,即一面加工,余量Z=0.5mm,即38.2+0.5=38.7mm,公差±0.3mm。
57、</p><p> 2.4.2.4 48H10:鏜孔是保證,即一面加工,余量Z=0.5mm,即48+0.5=48.5mm,公差±0.4mm。</p><p> 2.4.2.5 17.6±0.2:兩端面都需要加工,余量Z=2.5mm,即17.6+2.5=19.1mm,公差±0.2mm。</p><p> 2.4.3 內(nèi)孔加工
58、(φ16.5H8;φ54±0.4;φ53.6H11)。</p><p> 內(nèi)孔的毛坯考慮減少加工,先鑄出毛坯孔,零件的精度要求IT8,因此要粗?jǐn)U孔,又考慮零件的其余孔系和重要端面都與φ16.5H8存在位置要求,因此都集中在一道工序中加工,才能保證要求。</p><p> A:φ16.5H8:余量2Z=2mm,即16.5-2=14.5mm,公差±0.25mm。<
59、/p><p> B:φ54±0.4:為不加工內(nèi)圓表面,為減少毛坯內(nèi)孔的鑄造復(fù)雜性,將六條筋從右到左全部鑄出,這樣由于鑄鋁是輕金屬,易加工,同時(shí)在今后鏜孔時(shí)也不太難。</p><p> C:φ53.6H11:考慮存在位置要求和尺寸精度,因此同φ16.5H8加工集中在同一道工序減少誤差。φ53.6H11為薄壁處,同時(shí)為減小由于壓鑄造成的形狀誤差,因此取余量2Z=3mm,即53.6-3
60、=50.6mm ,公差±0.6mm。</p><p> 下面將φ16.5H8孔的工序間尺寸公差分布計(jì)算如下:</p><p> 預(yù)先鑄出孔,在車(chē)床上加工時(shí),加工工序一般為粗鏜、半精鏜及精鏜。</p><p> 毛坯尺寸φ14.5±0.25mm</p><p> 工序1:φ15.5H14(φ15.5)</p&g
61、t;<p> 工序2:φ16.5H8(φ16.5)</p><p> 2.4.4 其余孔系加工</p><p> 其余孔系均在實(shí)體上加工,而在毛坯尺寸上就不考慮了。</p><p> 4-φ4.4H12孔,毛坯為實(shí)心孔,不鑄出孔,而4孔的精度為IT12,參照《工藝手冊(cè)》表2.2-2需進(jìn)行配有鉆模的鉆孔加工(IT11~I(xiàn)T13)這樣既保證尺寸精度
62、,同時(shí)也保證其位置要求。</p><p> 總體來(lái)說(shuō),本體為鋁合金優(yōu)點(diǎn)多。采用壓鑄法又適用大量生產(chǎn),能獲得毛坯的精度高,加工余量小,有些形狀可以直接鑄出,但為了保證毛坯質(zhì)量,需要采用過(guò)大的澆冒口,所以在機(jī)械加工前需要切去澆冒口,并進(jìn)行時(shí)效處理,消除鑄造內(nèi)應(yīng)力方可加工,時(shí)效處理將本體加熱至180~200℃,保證6~8h自然冷卻,本體經(jīng)時(shí)效處理后,不僅消除內(nèi)應(yīng)力,而且強(qiáng)度與硬度還能提高。</p>&l
63、t;p> 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)</p><p> 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》以下簡(jiǎn)稱(chēng)《切削手冊(cè)》。</p><p><b> 2.5.1粗車(chē)外徑</b></p><p> 粗車(chē)外徑φ75。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。</p><p> 2.5.1.1 加工條件</p><p&
64、gt; 工件材料 鑄鋁ZL111,經(jīng)壓鑄、人工時(shí)效。</p><p> 加工要求:粗車(chē)外徑φ75。</p><p> 機(jī)床:C620-1 臥式車(chē)床。</p><p> 刀具:根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.1,由于C620-1車(chē)床的中心高為200mm(表1.30),故選刀桿尺寸B×H =16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.2,粗
65、車(chē)有色金屬毛坯,可選擇YG6牌號(hào)硬質(zhì)合金。車(chē)刀幾何形狀(表1.3) r =20º α=12º</p><p> Kr=45º r=0.5mm。</p><p> 2.5.1.2 計(jì)算切削用量。</p><p><b> A:進(jìn)給量f:</b></p><p> 根據(jù)《切削手冊(cè)》
66、表1.4,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,α≤3mm(切削用量),工件直徑76mm時(shí),取f=0.5~0.7mm/r,由于加工表面為斷續(xù)且有沖擊地加工因此進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)K=0.75~0.85,此時(shí)K取0.8,所以f=0.40~0.56mm/r,按C620-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)(見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30取f=0.40~0.56mm/r。</p><p><b> B:計(jì)算切削速度。</b>&
67、lt;/p><p> 按《切削手冊(cè)》表1.27,車(chē)削切削速度的計(jì)算公式為:</p><p><b> V=</b></p><p> 根據(jù)表1.9車(chē)刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 Tmin=60min。</p><p> 其中:Cv=262 Xv=0.12 Yv=0.50 m=0.28。</p><p
68、> 修正系數(shù)Kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28。</p><p> 即Ksv=0.9 Ksv:與毛坯表面狀態(tài)有關(guān)。</p><p> Ktv=2.7 Ktv:與刀具材料有關(guān)。</p><p> Kkv=1.0 Kkv:與車(chē)削方式有關(guān)。</p><p>
69、Kkrv=1.0 Kkrv:與車(chē)刀主偏角有關(guān)。</p><p><b> 所以:</b></p><p><b> Vc = =</b></p><p> =125.3(m/min)。</p><p> 2.5.1.3 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。</p>&
70、lt;p> n = = =521.9(r/min) </p><p><b> 其中:</b></p><p><b> dw為零件直徑。</b></p><p> 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)(見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30),與521.9 r/min相似的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480 r/min及600 r/min?,F(xiàn)選取n=600r/m
71、in,如果選n=480r/min,則速度損失太大。</p><p> 所以實(shí)際切削速度V===144m/min</p><p> 2.5.4 切削工時(shí) </p><p> 按《切削手冊(cè)》 tm=</p><p> 式中L=l+y+Δ, l=11.2mm。</p><p> 根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.26
72、</p><p> 車(chē)削時(shí)入切量及超切量y+Δ=5.0mm。</p><p> 本工最大加工余量Zmax(單邊)=0.3/2+1.9/2=1.1mm,可一次切除,因此i=1。</p><p> 所以tm=×1=0.054(min)。</p><p> 主要時(shí)間:0.054min/每件</p><p>
73、 輔助時(shí)間:0.88min/每件</p><p> 布置工作地及休息時(shí)間:480×12%=57.6min</p><p><b> 班產(chǎn)量:</b></p><p> 布置工作地及休息時(shí)間/每件:</p><p> 合計(jì)時(shí)間:主要時(shí)間+輔助時(shí)間+布置工作地及休息時(shí)間=0.934+0.16 =1.06m
74、in</p><p> 2.5.1.5 校驗(yàn)機(jī)床功率</p><p> 主切削力Fc按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算。</p><p><b> Fc=C</b></p><p> 其中:C=390 X=1.0 y=0.75 nFc=0 K=1</p><p>
75、所以:Fc=390=695.68(N)</p><p> 切削時(shí)消耗功率Fc:</p><p> Pc= 見(jiàn)表1.29。</p><p> 所以:Pc==1.67Kw</p><p> 由《切削手冊(cè)》表1.30中C620-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知,C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8Kw,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為
76、5.5Kw,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。</p><p> 2.5.1.6 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度</p><p> 已知主切削力:Fc=695.68N。</p><p> 徑向切削力Fp按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算。</p><p><b> Fp=CαfVcK</b></p><
77、;p> 由于加工該零件徑向切削力不大,所以表1.29沒(méi)有給出,而機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度足夠,故無(wú)需校驗(yàn)。</p><p> 2.5.2 粗銑外形</p><p> 2.5.2.1 加工條件</p><p> 工件材料 鑄鋁ZL111,經(jīng)壓鑄、人工時(shí)效。</p><p> 加工要求:粗銑外徑R29.8。</p>&l
78、t;p> 機(jī)床:X61W型萬(wàn)能銑床。</p><p> 刀具的選擇:根據(jù)銑削零件的外形,選取圓柱銑刀。銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭距、切削速度和刀具材料的消耗,不能任意選取。根據(jù)表3.4及及銑削零件實(shí)際切削寬度11.6mm(吃刀量a)。刀具材料W18Cr4V 粗齒銑刀6 GB1110-85。銑刀的幾何形狀(GB1110-85):β=30~45,γ=15,γ=6,γ=10,α=16,Z=3。&l
79、t;/p><p> 2.5.2.2 切削用量計(jì)算</p><p> 根據(jù)GB1110-85、銑刀GB6118-85表2查:</p><p> 刀具每分鐘進(jìn)給量:V=95mm/min=1.58mm/s</p><p> 刀具銑削速度:Vc=22mm/min。</p><p> 計(jì)算每齒進(jìn)量fz: V=fzZn/6
80、0, Vc=</p><p> fz====0.027mm/Z</p><p> 由于銑削鑄鋁,根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.4得在進(jìn)給中可增加30%~40%。</p><p> 所以fz=0.027。</p><p> 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7 銑刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm。</p><p> 根據(jù)《切削
81、手冊(cè)》表3.8 銑刀平均壽命T=60min。</p><p> 根據(jù)GB6118-85表2,查得Vc=22m/min。</p><p><b> n==</b></p><p> 現(xiàn)采用X61W型萬(wàn)能銑床從表3.29查得n=1225(r/min)</p><p> 故實(shí)際切削速度 V</p>
82、<p> 工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fz應(yīng)為:</p><p><b> fm=fz</b></p><p> 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)fm=165mm/min。</p><p> 切削時(shí),由于是粗銑,利用作圖法,可得出銑刀的實(shí)際切削行程l=46mm。</p><p> 2.5.2.3 機(jī)動(dòng)工時(shí)tm:</p&
83、gt;<p><b> tm= </b></p><p> 其中l(wèi)1+l2=l=46mm</p><p><b> l:銑刀直徑。</b></p><p><b> 所以tm=</b></p><p> 主要時(shí)間:0.315min/每件</p&
84、gt;<p> 輔助時(shí)間:1.32min/每件</p><p> 布置工作地及休息時(shí)間:480×12%=57.6min</p><p><b> 班產(chǎn)量:</b></p><p> 布置工作地及休息時(shí)間/每件:</p><p> 合計(jì)時(shí)間:主要時(shí)間+輔助時(shí)間+布置工作地及休息時(shí)間=0.3
85、15+1.32+0.23 =1.87min</p><p><b> 2.5.3 鉆孔</b></p><p> 2.5.3.1 機(jī)床:Z512鉆床。</p><p> 加工要求:4-φ4.4H12孔。</p><p> 刀具選擇:W18Cr4V鉆頭。</p><p> 2.5.3.
86、2 確定進(jìn)給量:根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7,當(dāng)鋁合金硬度≤200HBS,d=φ4mm時(shí),f=0.18~0.22mm/r。</p><p> 取f=0.22mm/r 。</p><p> 2.5.3.3 切削速度:根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13,查得加工材料為鋼時(shí),V=14m/min。</p><p> 再根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.31加工材料不同時(shí)的修正系數(shù)KTV=1
87、.0。</p><p> 所以 Vs=14m/min, 再計(jì)算 ns。</p><p><b> ns=</b></p><p> 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)取n=960(r/min)。故實(shí)際切削速度為</p><p><b> V=</b></p><p> 2.5.3.4
88、 計(jì)算加工一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間</p><p><b> l=10mm</b></p><p> 根據(jù)表2.29 l1+l2=5mm</p><p><b> tm=</b></p><p> 本工序?yàn)?個(gè)孔:tm總=tm×4=0.07×4=0.28(min)</p
89、><p> 主要時(shí)間:0.38min/每件</p><p> 輔助時(shí)間:2.015min/每件</p><p> 布置工作地及休息時(shí)間:480×10%=48min</p><p><b> 班產(chǎn)量:</b></p><p> 布置工作地及休息時(shí)間/每件:</p>&l
90、t;p> 合計(jì)時(shí)間:主要時(shí)間+輔助時(shí)間+布置工作地及休息時(shí)間=0.38+2.015+0.27 =2.665min</p><p><b> 攻螺紋</b></p><p> 加工要求:4-M2-6G</p><p> 根據(jù)有關(guān)參考資料,采用V=0.1m/s 即6m/min,所以ns=238r/min。</p><
91、;p> 按機(jī)床資料選取n=195r/min 則V=4.9m/min。</p><p><b> 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間:</b></p><p> 已知 l=4.6mm l1+l2=3mm </p><p> 根據(jù)GB193-81《普通螺紋》f=0.4mm</p><p><b> tm=</b
92、></p><p> 因此四孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間:t總=tm</p><p> 主要時(shí)間:1.1min/每件</p><p> 輔助時(shí)間:2.52min/每件</p><p> 布置工作地及休息時(shí)間:480×10%=48min</p><p><b> 班產(chǎn)量:</b></
93、p><p> 布置工作地及休息時(shí)間/每件:</p><p> 合計(jì)時(shí)間:主要時(shí)間+輔助時(shí)間+布置工作地及休息時(shí)間=1.1+2.52+0.4 =4.02min</p><p><b> 2.6 工藝裝置</b></p><p> 2.6.1 刀具設(shè)計(jì)</p><p><b> 直
94、柄立銑刀</b></p><p> 根據(jù)銑削零件的外形及其倒圓φ3,選取直柄立銑刀。銑刀的直徑大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗,不能任意選取。</p><p> 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.4及銑削零件實(shí)際銑削寬度為11.6mm(背吃刀量a),而a=0。零件形狀的成型由靠模夾具保證。</p><p> 刀具材料:W18Cr4V。<
95、/p><p> 粗齒銑刀6 GB1110-85。</p><p> 銑刀幾何形狀:由GB1110-85 得β=30º~40º,r=15º,r=6º,r=10º,α=16º,Z=3,f=0.4mm。</p><p> 2.6.2 量具設(shè)計(jì)</p><p> 2.6.2.1 零
96、件φ55H8對(duì)尺寸φ16.5H8的同軸度φ0.02M。</p><p> 由于φ55同φ16.5為同軸線(xiàn)尺寸,同時(shí)兩孔尺寸相差較大,因此,在設(shè)計(jì)該量規(guī)時(shí),考慮使用組合結(jié)構(gòu)。</p><p><b> 執(zhí)行尺寸計(jì)算:</b></p><p> 根據(jù)GB8069-87的執(zhí)行尺寸。</p><p><b>
97、d=D。</b></p><p> 其中d:定位部位的基本尺寸</p><p> D:零件內(nèi)表面的最大實(shí)體尺寸</p><p><b> d=d。</b></p><p> 其中d:定位部位的極限尺寸</p><p> T:定位部位的尺寸公差</p><p
98、> d=d-(T+W)。</p><p> 其中d:定位部位的磨損極限尺寸</p><p> W:定位部位的允許最小磨損量 </p><p><b> d=D-t。</b></p><p> 其中d:測(cè)量部位的基本尺寸</p><p> D:零件內(nèi)表面的最大基本尺寸</p&
99、gt;<p> t :零件被測(cè)要素的形位公差</p><p><b> d =(d+F)</b></p><p> 其中d:測(cè)量部位的極限尺寸</p><p> F:測(cè)量部位的基本偏差</p><p> T:測(cè)量部位的尺寸公差</p><p> d =(d+F)-(T+W
100、)</p><p> 其中d:測(cè)量部位的磨損極限尺寸</p><p> W:測(cè)量部位的允許最小磨損量</p><p><b> 量規(guī)公差:</b></p><p> A:定位部位根據(jù)T=0.027 由表2查得 T=0.0025</p><p><b> W=0.0025<
101、;/b></p><p> B:測(cè)量部位根據(jù)T=0.02+0.046=0.066 由表2查得</p><p><b> T=0.004</b></p><p><b> W=0.004</b></p><p> t=0.006(其中t為工作部位的位置公差)。</p>&l
102、t;p> C:測(cè)量部位根據(jù)T=0.066和序號(hào)3由表3查得 F=0.012</p><p> 按公式計(jì)算量規(guī)工作部位的尺寸:</p><p><b> d=D=16.5</b></p><p><b> d=d=16.5</b></p><p> d=d-(T+W)=16.5-0.0
103、05=16.495</p><p> d=D-t=55-0.02=54.98</p><p> d =(d+F)=(54.98+0.012)=54.992</p><p> d =(d+F)-(T+W)=54.992-0.008=54.984</p><p> 2.6.2.2 4-φ4.4H12對(duì)φ16.5H8的位置度φ0.2 M
104、 。</p><p> 4-φ4.4H12孔在殼體中相對(duì)于基準(zhǔn)A 10º±10´為第一孔,與第一孔相對(duì)的第二孔、第三孔、第四孔的徑向位置為理論正確值94º、180º、274º,因此,四孔系在10º±10´確定位置后,它們四孔的位置公差為φ0.2。 </p><p><b> 量規(guī)公差:&
105、lt;/b></p><p> A:定位部位根據(jù) T=0.027 由表2查得</p><p> T=0.0025 W==0.0025</p><p> B:測(cè)量部位根據(jù) T=0.2+0.12=0.32由表2查得</p><p> T =0.008 W=0.008 t=0.012</p><p
106、> C:測(cè)量部位根據(jù) T=0.32和序號(hào)3由表3查得F=0.025</p><p> 按公式計(jì)算量規(guī)工作部位的尺寸</p><p><b> d=D=16.5</b></p><p><b> d= d=16.5</b></p><p> d= d-(T+W)=16.5-(0.002
107、5+0.0025)=16.495</p><p> d=D-t=4.4-0.2=4.2</p><p> d=(d)=(4.2+0.025)=4.225</p><p> d=(d)-(T+W)=4.225-0.016=4.209</p><p> 2.6.3 夾具設(shè)計(jì)</p><p> 2.6.3.1 工
108、序圖分析</p><p> 加工部位:設(shè)計(jì)4-φ4.4H12孔夾具。</p><p> 采用機(jī)床:Z512臺(tái)鉆。</p><p> 加工要求:其表面粗糙度為12.5um,位置精度為位置度φ0.2 M。</p><p> 應(yīng)限制的自由度:四孔位置度相對(duì)于基準(zhǔn)D,同時(shí)四孔為一組孔系且有相對(duì)位置關(guān)系,因此采用六點(diǎn)完全定位,即采用一平面,一
109、短圓柱銷(xiāo)以及一止推銷(xiāo)定位板,這樣使加工工藝的定位基準(zhǔn)同時(shí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)完全重合,實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)重合原則,有利于保證加工精度。</p><p> 2.6.3.2 定位方案的選擇</p><p> A:定位基準(zhǔn)的選擇。</p><p> 方案一、采用直徑為φ55H18同寬度為2.2H12形成的平面定位,φ16.5H12孔及鑄造0?的小平面。</p><
110、p> 方案二. 采用100?外錐面,φ16.5H12孔及鑄造0?的小平面。</p><p> 采用方案一雖然是零件完全定位,但是夾緊結(jié)構(gòu)需設(shè)計(jì)在100?外錐位置,這樣在加工4-φ4.4H12孔是使夾緊裝置復(fù)雜,且影響刀具加工行程。而方案二則使夾緊裝置同刀具分別在兩個(gè)方向解決方案一的缺陷,具體各元件的分布見(jiàn)夾具圖。因此我們采用方案二的定位方案。</p><p> B:定位元件的設(shè)
111、計(jì)計(jì)算。</p><p> 定位銷(xiāo)直徑采用與零件間隙配合,即φ16.5g8,而定為與模具體的聯(lián)接采用過(guò)盈配合。</p><p> 定位銷(xiāo)限制兩個(gè)方向移動(dòng) X 、 Y。</p><p> 定位板限制一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng) </p><p> 模具體平面限制X、Y、Z。</p><p> 2.6.3.3
112、夾緊裝置的設(shè)計(jì)</p><p> 該鉆模采用鉸鏈?zhǔn)姐@模,這樣的夾具裝卸工件較方便,有利于大批量的生產(chǎn)。</p><p> 夾具元件的設(shè)計(jì):螺旋夾緊以及為消除零件偏差所帶來(lái)的平面定位不可靠而采用一個(gè)活動(dòng)塊,該活動(dòng)塊為浮動(dòng)結(jié)構(gòu),消除零件尺寸偏差帶來(lái)的影響。</p><p> 2.6.3.4 鉆套的設(shè)計(jì)</p><p> 鉆套的內(nèi)孔尺寸及
113、公差根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》,為保證刀具與鉆套內(nèi)孔有一定的間隙,鉆套孔徑的基本尺寸應(yīng)等于刀具的最大極限尺寸,而我們加工的孔為4-φ4.4H12(φ4.4),因此一般刀具名義尺寸取其零件公差1/3。即鉆頭公稱(chēng)直徑為φ4.4+0.12/3=φ4.44,而鉆頭上偏差為0,因此鉆頭尺寸為 φ4.44,鉆套的內(nèi)孔基本尺寸為 φ4.44。 由于加工的孔徑精度為IT12,因此,鉆套孔徑可按基軸制F8或G7制造,我們選用F8 即φ4.44F8為鉆套孔徑尺寸
114、,鉆套的高度H:一般取H/d=1~2.5(d:鉆套孔徑),因此H=10mm。</p><p> 鉆套的原材料及熱處理,根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》,在加工過(guò)程中鉆套的內(nèi)孔由于同刀具產(chǎn)生摩數(shù),故要求鉆套必須有很好的耐磨性。當(dāng)鉆套孔徑d25mm采用優(yōu)質(zhì)工具鋼T10A制造,熱處理硬度為60~64HRC。</p><p> 2.6.3.5 夾具精度分析計(jì)算</p><p>
115、 根據(jù)△D+△T+△A+△J+△G≤δk</p><p><b> 其中△D:定位誤差</b></p><p><b> △T:導(dǎo)向誤差</b></p><p><b> △A:安裝誤差</b></p><p><b> △J:夾具制造誤差</b>
116、</p><p> △G:加工過(guò)程誤差,而其中一般△G=</p><p> a)分析10º±10´</p><p> 定位誤差△D:△D=△B+△y</p><p><b> △B=0</b></p><p><b> △y=0</b>
117、</p><p><b> ∴△D=0</b></p><p><b> 導(dǎo)向誤差△T:</b></p><p> △T=鉆套最大間隙X X=0.028-(-0.018)=0.046</p><p> 折合角度:sin△α= ∴△α=0.07º</p>&l
118、t;p> 安裝誤差△A:△A=0 </p><p> 夾具制造誤差△J:鉆套相對(duì)安裝基面垂直度0.02</p><p> 加工過(guò)程誤差△G:△G==6.67´</p><p> b)分析位置度φ0.2(圓周方向)</p><p> 定位誤差△D:△D=0 </p><p> 導(dǎo)
119、向誤差△T:△T=2X=2×0.046=0.092</p><p> 安裝誤差△A:△A=0 </p><p> 夾具制造誤差△J:定位元件和導(dǎo)向元件之間 △J=0.04</p><p> 定位元件和安裝基面之間 △J=0</p><p> 導(dǎo)向元件和安裝基面之間 △J=0.01</p><p>
120、 加工過(guò)程誤差△G:△G==0.06</p><p> ∴△D+△T+△A+△J+△G=0.092+0.04+0.01+0.06=0.2=δk</p><p> c)分析位置度φ0.2(徑向)</p><p> 定位誤差△D:△D =0 </p><p> 導(dǎo)向誤差△T:△T = X=0.046 </p><p&
121、gt; 安裝誤差△A:△A =0 </p><p> 夾具制造誤差△J:定位元件和導(dǎo)向元件之間 △J=0.04</p><p> 定位元件和安裝基面之間 △J=0</p><p> 導(dǎo)向元件和安裝基面之間 △J=0.01</p><p> 加工過(guò)程誤差△G:△G =</p><p> △D+△T+△A+△J
122、+△G =0.046+0.04+0.01+0.06 =0.156<δk</p><p> 綜上所述,該夾具滿(mǎn)足加工精度要求。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 李洪 主編 上??茖W(xué)技術(shù)出版社</p><p> 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》艾興 肖詩(shī)綱 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
123、</p><p> 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》方若愚 周昌泰 趙如福 劉堂煒 上海科學(xué)技術(shù)出版社</p><p> 《引信制造工藝學(xué)》于慶魁 襲鼎三 主編 國(guó)防工業(yè)出版社</p><p> 《機(jī)械制造工藝學(xué)》趙志修 主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p> 《刀具設(shè)計(jì)參考資料》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>
124、 《金屬材料與熱處理》王運(yùn)炎 主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p> 《金屬切削原理與刀具》機(jī)械制造委員會(huì) 編 北京科技出版社</p><p> 《形狀和位置公差》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 通過(guò)這次設(shè)計(jì),使我對(duì)大學(xué)三年中所學(xué)過(guò)的各門(mén)功課達(dá)到了融會(huì)貫通
125、。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,進(jìn)一步提高了自己的實(shí)際工作能力。</p><p> 在設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)在各方面對(duì)我們都給予很大幫助,設(shè)計(jì)中,輔導(dǎo)老師對(duì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了耐心地啟發(fā),不厭其煩地講解,幫助我們渡過(guò)了設(shè)計(jì)中的難關(guān),完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此,我衷心地感謝各位老師。</p><p> 通過(guò)這次設(shè)計(jì),也使我對(duì)自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)有了深刻的理解,看到了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展方向。為今后的工作
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