龍門銑削加工工藝.doc

目錄摘要2第1章 龍門加工中心31.1概述31.2加工中心分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)31.3喬福DMC-3100H龍門加工中心4第2章 面板的CAD圖紙及零件圖分析52.1面板的圖紙52.2零件圖的分析8第3章 工藝分析93.1工具的選擇93.2量具的選擇93.3刀具的選擇10第4章 加工工藝方案124.1粗銑外形內(nèi)腔的工序124.2半精銑外形工序124.3外形倒角工序134.4外半精銑內(nèi)腔工序134.5精銑外形內(nèi)腔工序144.6內(nèi)腔倒角工序14第5章 加工過程155.1對刀155.1.1.對刀點(diǎn)的確定155.1.2對刀方法155.2零件程序175.3零件具體加工過程195.4面板的成品19第6章 檢測及后處理206.1加工后的后處理206.2硬傷20結(jié)束語21致謝21參考文獻(xiàn)21 870101269型面板龍門銑削加工工藝摘要 現(xiàn)代制造業(yè)飛速發(fā)展,以數(shù)控機(jī)床為技術(shù)代表的新型制造技術(shù)已幾乎覆蓋了普通機(jī)床，編程已由手工編程發(fā)展到計算機(jī)編程，它是制造業(yè)進(jìn)一步向智能化方面的過度,它不僅提高了生產(chǎn)效率還保證了加工質(zhì)量。對于加工擁有縱多相同或以一定規(guī)律變化的工位的零件，傳統(tǒng)的手工編程十分煩瑣而且容易出錯。例如計算機(jī)顯示器的模具加工、分度盤的加工、端面齒盤的加工等。由于端面齒盤擁有縱多的齒而且在同一平面,一般編程很難完成零件的加工，所以我們采用了宏程序編程,從工件造型到計算機(jī)模擬加工,再到計算機(jī)處理,刀具的選擇等等,都可以比較簡單的完成。并且工件的質(zhì)量也可以得到保證。 宏程序與普通程序的區(qū)別在于:在宏程序中，能使用變量，可以給變量賦值，變量間可以運(yùn)算，程序可以跳轉(zhuǎn)；而普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運(yùn)算，程序只能按順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)，因此功能是固定的，不能變化。用戶宏功能是用戶提高數(shù)控機(jī)床性能的一種特殊功能，在相類似工件的加工中巧用宏程序?qū)⑵鸬绞掳牍Ρ兜男Ч?宏程序是加工編程的重要補(bǔ)充。宏程序?qū)儆谟嬎銠C(jī)高級語言，可以實(shí)現(xiàn)變量的算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算和條件轉(zhuǎn)移等操作。它可以很輕松的完成分度盤的加工。關(guān)鍵詞：分度盤 數(shù)控機(jī)床 宏程序 切削參數(shù)第1章 龍門加工中心1.1概述加工中心(Computerized Numerical Control Machine )簡稱cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。數(shù)控車床實(shí)現(xiàn)了中、小批量加工自動化,改善了勞動條件。此外,它還具有生產(chǎn)率高、加工精度穩(wěn)定、產(chǎn)品成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步發(fā)揮這些優(yōu)點(diǎn),數(shù)控機(jī)床遂向“工序集中”,即一臺數(shù)控機(jī)床在一次裝夾零件后能完成多工序加工的數(shù)控機(jī)床（即加工中心）方面發(fā)展。鉆、鏜、銑、車等單功能數(shù)控機(jī)床只能分別完成鉆、鏜、銑、車等作業(yè)，而在機(jī)械制造工業(yè)中，大部分零件都是需要多工序加工的。在單功能數(shù)控機(jī)床的整個加工過程中，真正用于切削的時間只占30左右，其余的大部分時間都花費(fèi)在安裝、調(diào)整刀具、搬運(yùn)、裝卸零件和檢查加工精度等輔助工作上。在零件需要進(jìn)行多種工序加工的情況下，單功能數(shù)控機(jī)床的加工效率仍然不高。加工中心一般都具有刀具自動交換功能，零件裝夾后便能一次完成鉆、鏜、銑、锪、攻絲等多種工序加工。1.2加工中心分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)龍門加工中心分類：有定梁式（橫梁固定、工作臺轉(zhuǎn)動），動梁式（橫梁上下移動、工作臺前后移動）動柱式（工作臺固動，龍門架移動），天車式（工作臺固定，橫梁移動）也有以上復(fù)合形式的多類龍門加工中心。加工的特性、能力、針對的產(chǎn)品加工用途也不完全一樣。龍門加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：工作臺：龍門加工中心的工作臺基本上是長方形的。工作臺、床身、立柱、橫梁和滑枕等大鑄件采用米漢納鑄鐵，鑄件內(nèi)腔系蜂巢式復(fù)合排列結(jié)構(gòu)，設(shè)計先進(jìn)，均經(jīng)時效及二次回火處理，消除殘留內(nèi)應(yīng)力使材質(zhì)穩(wěn)定，確保工件加工精度的穩(wěn)定及機(jī)床壽命。龍門：龍門由一個橫梁和兩個立柱構(gòu)成。分為橫梁固定、橫梁靠定位塊鎖定分段升降和橫梁任意升降三種類型。滑枕：滑枕從結(jié)構(gòu)上可分為開式和閉式兩種型式。開式結(jié)構(gòu)的滑枕通過壓板夾緊在主軸箱上，滑枕的截面積大；閉式結(jié)構(gòu)的滑枕被夾緊在主軸箱內(nèi)，滑枕的截面積小。刀庫：刀庫的基本型式有轉(zhuǎn)塔型、輪鼓型和鏈長型三種。附件頭庫：大型復(fù)雜零件的加工通常需要很多附件頭。附件頭根據(jù)工件的加工要求進(jìn)行特殊設(shè)計，一般分為直角頭、加長頭、特殊角度頭及萬能頭等。數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)一般采用德國SIEMENS公司的SINUMERIK840C和840D或日本FANUC公司的31I系列，數(shù)控軸采用全閉環(huán)控制。精度：機(jī)床的精度是指機(jī)床在未受外載荷的條件下的原始精度。精度通常用它的反面與理想狀態(tài)之間的偏差(簡稱誤差)來表示，誤差越小，則精度越高。1.3喬福DMC-3100H龍門加工中心 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)久耐用、品質(zhì)高精度與高速兼具的主軸系統(tǒng) 主軸設(shè)計采用超精密斜角滾珠軸承（P4級）支撐，使主軸在承受強(qiáng)大的 軸向推力與徑向負(fù)荷時，亦能保持其高回轉(zhuǎn)精密與低偏擺量等特性。松刀機(jī)構(gòu)采用浮動式松刀原理，使松刀力量不會傳遞至主軸軸承，以增加主軸軸承壽命。 高剛性與高穩(wěn)定性之主體結(jié)構(gòu) 各主要鑄件均采用FC30高級鑄鐵，機(jī)臺主體采剛性加強(qiáng)設(shè)計，為增強(qiáng)機(jī)臺剛性及穩(wěn)定性，底座、鞍座與機(jī)身均采箱型及加強(qiáng)肋設(shè)計，以確保加工工件精度。 精度與準(zhǔn)確的三軸進(jìn)給系統(tǒng) 三軸均采用C3高精密度滾珠導(dǎo)螺桿，并配合滾珠導(dǎo)螺桿專用之斜角滾珠軸承(P4級)，再配合確實(shí)的預(yù)拉機(jī)構(gòu)施予適當(dāng)?shù)念A(yù)拉。， 用途：主要用于精密復(fù)雜曲面模具和零件的多品種批量加工。滿足通常的銑，鉆，攻，鏜，內(nèi)圓、外圓、臺階、錐面、球面、溝槽、和2D或3D復(fù)雜曲面的加工，能夠滿足各類高溫合金、鈦合金、耐熱合金、不銹鋼、碳素鋼、鑄鐵、鑄鋼等材料的鑄鍛件毛坯件的粗、精加工。系統(tǒng)剛性好，可靠性好，精度高，壽命長。能可靠穩(wěn)定地完成高精度難加工材料的粗、細(xì)、精加工，可加工各種難切削材料。 圖1-1喬福DMC-3100H龍門加工中心 第2章 面板的CAD圖紙及零件圖分析2.1面板的圖紙圖2-1面板的圖紙2.2零件圖的分析圖2-2面板的毛坯料 該面板毛坯尺寸為233042520，材料為304不銹鋼，在將該零件裝上加工中心進(jìn)行加工之前，其六個面皆已加工完畢，上圖面板都已達(dá)到毛坯圖上所規(guī)定的加工精度要求。具體要求如下：使用系統(tǒng)為FANUC01-MC,型號為喬福DMC-3100H立式龍門加工中心，因為該機(jī)床具備工作臺面積大，定位精度高，重復(fù)定位精度高，回轉(zhuǎn)精度也高的特點(diǎn)，同時刀庫容量為32把等，能滿足本面板的加工要求。第3章 工藝分析3.1工具的選擇 零件在裝夾前，先將工裝板固定在工作臺上，裝夾工裝板時，將工裝板裝夾整齊，平整，誤差控制在0.1mm之內(nèi)，固定工裝板，然后由行車吊起面板，將面板放于工裝板上，而后由操作人員將面板對其工裝板上的位置，最后用小壓板壓住面板，由于面板長度長，有些地方會有不平整，這種情況需增加小壓板的數(shù)量，裝夾完成后用0.05mm塞紙塞面板下方，不通過可操作，通過還需調(diào)節(jié)壓板或做調(diào)整。 圖3-1零件的裝夾3.2量具的選擇在870101269型面板的加工中，常用到諸多量具，如：游標(biāo)卡尺圖3-2 游標(biāo)卡尺外徑千分尺圖3-3 外徑千分尺內(nèi)徑百分表圖3-4 內(nèi)徑百分表 塞規(guī) 圖3-5塞規(guī)3.3刀具的選擇表一 刀具卡片刀具編號刀具名稱切削轉(zhuǎn)速切削速度切削深度進(jìn)給量T1150鏜刀300150.08-0.10.05T239鏜刀1000500.08-0.10.05T320鏜刀20001000.08-0.10.05T428鏜刀1000750.08-0.10.05T510鏜刀20001000.08-0.10.05T610鉸刀10004000.08-0.10.05T71290倒角4000800.50.1T82.6麻花鉆3000150200.05T94.2麻花鉆3000150200.05T105麻花鉆2500125200.05T1112四刃合金銑刀3000600200.2T121245倒角刀40004000.50.1T1312四刃銑刀3200640200.2T1432玉米銑刀1200720200.6T156.8麻花鉆2000100200.05T169.8麻花鉆150080200.05T1711麻花鉆100060200.05T1814麻花鉆80050200.05圖3-1鏜刀 由于面板的加工相對較復(fù)雜，使用的刀具也很多，對零件的加工精度要求很高，選用的刀具都是硬度大，不易磨損，零件對刀具的要求很高。第4章 加工工藝方案4.1粗銑外形內(nèi)腔的工序4-1粗銑外形內(nèi)腔4.2半精銑外形工序4-2半精銑外形4.3外形倒角工序4-3外形倒角4.4外半精銑內(nèi)腔工序4-4半精銑內(nèi)腔4.5精銑外形內(nèi)腔工序4-5精銑外形內(nèi)腔4.6內(nèi)腔倒角工序4-6內(nèi)腔倒角 第5章 加工過程5.1對刀 5.1.1.對刀點(diǎn)的確定機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床出廠后已經(jīng)確定的，工件在機(jī)床加工尺寸范圍內(nèi)的安裝位置卻是任意的，若確定工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，就要靠對刀。簡單地說，對刀就是告訴機(jī)床工件裝夾在工作臺的什么地方，這要通過確定對刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置來實(shí)現(xiàn)。對刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上定位(或找正)裝夾后，用于確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。為保證正確加工，在編制程序時，應(yīng)合理設(shè)計對刀點(diǎn)。有關(guān)加工中心對刀點(diǎn)選擇的原則與數(shù)控車削對刀點(diǎn)選擇的原則相同。一般來說，加工中心對刀點(diǎn)應(yīng)選在工件坐標(biāo)系原點(diǎn)上，或至少與X、Y方向重合這樣有利于保證對刀精度，減少對刀誤差。也可以將對刀點(diǎn)或?qū)Φ稖?zhǔn)設(shè)在夾具定位元件上，這樣可直接以定位元件為對刀基準(zhǔn)對刀，有利于批量加工時工件坐標(biāo)系位置的準(zhǔn)確定位。5.1.2對刀方法因?qū)Φ毒纫蟛桓撸瑸榉奖悴僮?，加工時使用的刀具直接進(jìn)行碰刀對刀，如圖4-13所示。其操作步驟為： 圖5-1試切對刀1)將使用銑刀裝到主軸傷病是主軸中速旋轉(zhuǎn)；2)手動移動銑刀沿X（或Y）方向靠近被測邊，直到銑刀周刃輕微接觸到工件表面，即聽到刀刃與工件的摩擦聲但沒有切屑；3)保持X（或Y）坐標(biāo)不變，將銑刀沿反向退離工件；4)將機(jī)床相對坐標(biāo)X（或Y）置零，并沿X（或Y）向工件方向移動刀具半徑距離 5)將此時機(jī)床坐標(biāo)系下的X（或Y）值輸入系統(tǒng)偏置寄存器中，該值就是被測邊的X（或Y）偏置值； 6)沿Y（或X）方向重復(fù)以上操作，可得被測邊Y（或X）的偏置值圖5-2對刀面板刀具Z向?qū)Φ?刀具Z向?qū)Φ稊?shù)據(jù)與刀具在刀柄上的裝夾長度及工件坐標(biāo)系的Z向零點(diǎn)位置有關(guān)，它確定工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。可以采用刀具直接碰刀對刀，也可利用如圖4-17所示的Z向設(shè)定器進(jìn)行精確對刀，其工作原理與尋邊器相同。圖5-3 Z向設(shè)定器 對刀時也是將刀具的端刃與工件表面或Z向設(shè)定器的測頭接觸，利用機(jī)床坐標(biāo)的顯示來確定對刀值。當(dāng)使用Z向設(shè)定器對刀時，要將Z向設(shè)定器的高度考慮進(jìn)去。 另外，由于加工中心刀具較多，每把刀具到Z坐標(biāo)零點(diǎn)的距離都不相同，這些距離的差值就是刀具的長度補(bǔ)償值，因此需要在機(jī)床上或?qū)Ｓ脤Φ秲x上測量每把刀具的長度(即刀具預(yù)調(diào))，并記錄在刀具明細(xì)表中，供機(jī)床操作人員使用。加工中心的Z向?qū)Φ斗椒ǎ?1)機(jī)上對刀這種方法是采用Z向設(shè)定器依次確定每把刀具與工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的相互位置關(guān)系，其操作步驟如下：1)依次將刀具裝在主軸上，利用Z向設(shè)定器確定每把刀具到工件坐標(biāo)系Z零點(diǎn)的距離，如圖4-18所示的A、B、C，并記錄下來； 圖5-4 刀具長度補(bǔ)償 圖5-5 刀具長度補(bǔ)償2)找出其中租場（或最短），到工件距離最小（或最大）的刀具。如圖中的T03（或T01),將其對刀值C（或A）作為工件的系的Z值此時T03=03)確定其他刀具的長度補(bǔ)償值，即T01=|C-A|，T02=|C-B|，正負(fù)號由程序中的G43或G44來確定5.2零件程序( E32R )T01M06G90 G17 G54G00G90X-59.500Y-291.100S1200M03G43Z100.000H01M08Z1.000Z-19.000G01Z-20.000F700G03X-69.500Y-281.100I-10.000J0.G02X-86.100Y-264.500I0.J16.600F720G01Y159.600G02X-69.500Y176.200I16.600J0.G01X2259.500G02X2276.100Y159.600I0.J-16.600G01Y-264.500G02X2259.500Y-281.100I-16.600J0.G01X-69.500G03X-79.500Y-291.100I0.J-10.000G00Z100.000M09M05M00( E12F )T03M06G90 G17 G54G00G90X-64.000Y-276.000S2000M03G43Z100.000H03M08Z1.000Z-19.000G01Z-20.000F400G03X-69.000Y-271.000I-5.000J0.G01X-69.500G02X-76.000Y-264.500I0.J6.500F500G01Y159.600G02X-69.500Y166.100I6.500J0.G01X2259.500G02X2266.000Y159.600I0.J-6.500G01Y-264.500G02X2259.500Y-271.000I-6.500J0.G01X-69.500G02X-70.000Y-270.981I0.J6.500G03X-70.384Y-270.966I-0.384J-4.985X-75.369Y-275.582I0.J-5.000G00Z100.000M09M05M005.3零件具體加工過程 對刀完畢后，調(diào)出程序，將所有程序看一遍，確定沒有問題后，開始操作。先粗銑外輪廓，粗銑時一定要注意下刀點(diǎn)，看是不是跟程序?qū)?yīng)，確定無誤，開始粗銑，然后半精銑，最后精銑。外輪廓只要洗到圖紙要求，精度要求不大。調(diào)整面板的裝夾，由內(nèi)向外裝夾，完畢后開始操作面板內(nèi)部。由于內(nèi)部比較復(fù)雜，工序多且精度要求很高，必須仔細(xì)完成每一步的工序。先粗銑內(nèi)部，半精銑，精銑，然后定中心，鉆孔，每一個不同大小的麻花鉆進(jìn)給都不同，需自己調(diào)整。鉆孔過程中一定要看好是否有屑纏繞在鉆頭上，要清干凈，防止斷鉆頭?？准庸ね戤吅?，找到要用的鏜刀， 有的鏜刀需要自己調(diào)節(jié)大小，在鏜孔過程中需謹(jǐn)記鏜刀的大小是否符合要求。鏜孔完畢，調(diào)出倒角刀，將所有需要倒角的孔，邊倒角。面板加工結(jié)束，松開壓板，將面板放入專用箱子。5.4面板的成品 圖6-6 870101269型面板成品 第6章 檢測及后處理6.1加工后的后處理 870101269型面板加工完畢后，由行車起吊運(yùn)至待檢測區(qū)，操作人員負(fù)責(zé)先用氣槍吹干凈，再用專用清潔抹布擦拭加工表面。對零件的尺寸檢查要做到以下兩個步驟：(1).自檢：加工操作人員利用手中現(xiàn)有量具，如千分尺，游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑百分表，塞規(guī)等對加工過的零件進(jìn)行尺寸的檢查，870101269型面板主要檢查零件的面板厚度和內(nèi)孔的尺寸，如果正確 ，則等待質(zhì)檢人員進(jìn)行第二次檢查，如塞規(guī)通不過，可用拋光機(jī)打磨，如偏差較大，則須立即向質(zhì)檢部門說明情況，開整改單整改。(2).質(zhì)檢檢查：由質(zhì)檢部門專門人員對零件的尺寸精度進(jìn)行第二層次檢查，合格后，等待地面工將零件交予下一道工序的車間或者直接入庫。6.2硬傷 面板操作完畢后，有質(zhì)檢檢驗，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工表面有硬傷，質(zhì)檢會退回給操作人員，有操作人員將硬傷去除，小傷可用砂紙和不銹鋼專用抹布清理，硬傷較大可用拋光機(jī)或者綽刀將其去除，但要注意不得留有痕跡，客戶對產(chǎn)品的要求很高。