電機蓋板零件數(shù)控加工中心加工工藝設(shè)計及編程仿真含NX三維及CAD零件圖.zip

電機蓋板零件數(shù)控加工中心加工工藝設(shè)計及編程仿真含NX三維及CAD零件圖.zip,電機,蓋板,零件,數(shù)控,加工,中心,工藝,設(shè)計,編程,仿真,NX,三維,CAD,零件圖 開題報告書 論文（設(shè)計）題目 電機蓋板零件數(shù)控加工中心加工工藝設(shè)計 作 者 姓 名 所屬學院專業(yè)年級 指導(dǎo)教師姓名、職稱 預(yù)計字數(shù) 10000 開題日期 20XX.12.1 選題的根據(jù)： 一、選題背景與研究意義 目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工 畢業(yè)設(shè)計是在學完了數(shù)控專業(yè)的專業(yè)課，進行了生產(chǎn)實訓之后，進行的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，同時也是一次綜合訓練。通過數(shù)控加工工藝設(shè)計，我們應(yīng)當在下述各方面得到鍛煉： 1、 能熟練地運用機械制造基礎(chǔ)、數(shù)控加工技術(shù)，以及在生產(chǎn)實訓中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊及合理安排工藝路線等問題，以保證零件的加工質(zhì)量。 2、 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱及出處，并能夠做到熟練運用。 二、國內(nèi)外研究動態(tài) 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。 主要內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計主要有以下內(nèi)容： （電機蓋板零件加工之前應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定制定流程和程序，然后根據(jù)工藝設(shè)計依據(jù)及工藝分析提出設(shè)計方案，之后進行工藝試驗，進行工藝評定指導(dǎo)書的制定，然后由指導(dǎo)老師進行工藝評定。） 有以下工作流程： 1.繪制電機蓋板零件CAD和UG三維零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求。 2.根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，對零件進行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析。有必要的話，對原結(jié)構(gòu)設(shè)計提出修改意見。 3.確定電機蓋板零件毛坯的種類，繪制毛坯圖。 4.擬定電機蓋板零件機械加工工藝過程，確定加工方案，選擇各工序的加工 設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具、加工設(shè)備等），確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量和工時定額，并進行技術(shù)經(jīng)濟分析。 5.填寫電機蓋板零件機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片等工藝文件。 6.編寫電機蓋板零件數(shù)控加工程序 研究方法： （1） 比較分析法（2）實驗法（3）文獻研究法（4）實例研究法（5）定性定量分析法（6）數(shù)學計算方法（7）軟件仿真法（8）調(diào)查法。 預(yù)定完成期限： 2015.12.1-2015.12.30：完成開題報告。 2016年1月1～2月24日：了解工作條件和收集原始數(shù)據(jù)，制定初步設(shè)計方案，征求意見。 2016年2月24日～3月15日：畢業(yè)設(shè)計課題內(nèi)容相關(guān)的資料；完成設(shè)計方案設(shè)計；分析、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，校核主要零件強度；修改不合理結(jié)構(gòu)；完成設(shè)計、校核。 2016年3月16日～4月15日：工程圖制做，出圖，編寫設(shè)計說明書。 2016年16日～4月30日：設(shè)計說明書修改、定稿、打印，總結(jié)材料，準備答辯。 主要措施： 1.查閱大量相關(guān)文獻資料對課題的意義進行研究，對查閱的資料進行整理和運用，通過分析和研究找到課題的核心所在，歸納總結(jié)資料所涉及的有關(guān)研究狀況及成果，運用專業(yè)知識解決課題實際問題。 2.利用空閑的時間在圖書館多看看相關(guān)方面的書籍和學術(shù)論文，參閱本行業(yè)的設(shè)計的準則和案例等，增強自己的理論知識。 3.對其科學論點進行論證，然后使用本學科的研究方法以及經(jīng)驗，對總結(jié)的信息進行深入的分析并加工處理，盡量使得論文脈絡(luò)清晰，突出學科特點和現(xiàn)實意義。 4.隨時與指導(dǎo)老師保持聯(lián)系，請教相關(guān)專業(yè)問題，聽取老師的建議使自己對論文的結(jié)構(gòu)和框架能夠很好的把握，通過循序漸進的完成論文選題、開題報告、論文初稿以及修改，直至順利的通過論文答辯。 主要參考資料： [1] 趙長旭.?數(shù)控加工工藝.?西安：西安電子科技大學出版社，2007.9 [2] 江洪.?UG NX6基礎(chǔ)教程.?北京：機械工業(yè)出版社，2007.1 [3] 王甫茂.?機械制造基礎(chǔ).?上海：上海交通大學出版社，2005. [4] 呂思科.?機械制圖.?北京：北京理工大學出版社，2007.7 [5] 艾興.?切削用量簡明手冊.?北京：機械工業(yè)出版社，2007.9 [6] 章富安.對我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的思考.中國機械工程，1999 [7] 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：高等教育出版社，2003.9 [8] 張德紅.數(shù)控銑削加工技術(shù).宜賓職業(yè)技術(shù)學院，2009 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 I 電 機 蓋 板 零 件 數(shù) 控 加 工 中 心 加 工 工 藝 設(shè) 計 摘 要 本文主要介紹了電機蓋板零件的數(shù)控銑削加工工藝及其編程 開篇首先介 紹了數(shù)控技術(shù)的概述 緊接著對零件圖進行了簡要的分析 然后確定零件的毛 坯 定位基準 裝夾方式 刀具 量具 切削用量等等 再制定出合理的加工 方案 并制定相關(guān)的工藝文件 最后編制出零件的加工程序 關(guān)鍵詞 加工工藝 裝夾方式 切削用量 加工程序 II Abstract Set this paper mainly introduces the typical set of numerical control milling process and its programming begins with the first introduced the overview of numerical control technology followed by a brief analysis was carried out on the part drawing and then determine the blank the locating datum for the parts the clamping way cutting tools measuring tool cutting dosage etc to develop reasonable processing scheme and formulate the relevant process documents finally develop the parts processing program Key words process The clamping way Cutting parameter The program III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 緒論 1 1 1 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 1 1 2 數(shù)控加工的特點 2 1 3 本課題的主要內(nèi)容及任務(wù) 2 第二章 零件的圖樣分析 4 2 1 零件的結(jié)構(gòu)特點分析 4 2 2 零件的技術(shù)要求分析 4 第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 5 3 1 毛坯的選擇 5 3 2 定位基準的選擇 5 3 3 裝夾方式的選擇 6 3 4 表面加工方法的選擇 6 3 5 加工順序的安排 6 3 6 工藝路線的確定 7 第四章 設(shè)備及其工藝裝備的確定 8 4 1 機床的選擇 8 4 2 夾具的選擇 8 4 3 刀具的選擇 9 4 4 冷卻液的選擇 10 第五章 切削用量的選取 11 第六章 設(shè)計工藝和工序卡片 13 6 1 工藝過程卡 13 6 2 數(shù)控加工工序卡 13 IV 第七章 數(shù)控加工程序的編制 14 7 1 編程方法的選擇 14 7 2 編程坐標系的確定 14 7 3 加工程序清單 15 7 4 仿真效果圖 19 總 結(jié) 20 致 謝 21 參考文獻 22 1 第一章 緒論 1 1 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 數(shù)控機床 Numerical Control Machine Tools 是用數(shù)字代碼形式的信息 程序 指令 控制刀具按給定的工作程序 運動速度和軌跡進行自動加工的機床 簡 稱數(shù)控機床 數(shù)控機床是在機械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 其 過程大致如下 隨著電子技術(shù)的發(fā)展 1946 年世界上第一臺電子計算機問世 由此掀開了信 息自動化的新篇章 1948 年 美國帕森斯公司接受美國空軍委托 研制直升飛 機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設(shè)備 由于樣板形狀復(fù)雜多樣 精度要求 高 一般加工設(shè)備難以適應(yīng) 于是提出采用數(shù)字脈沖控制機床的設(shè)想 1949 年 該公司與美國麻省理工學院 MIT 開始共同研究 并于 1952 年試制成功第 一臺三坐標數(shù)控銑床 當時的數(shù)控裝置采用電子管元件 1959 年 數(shù)控裝置采 用了晶體管元件和印刷電路板 出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床 稱為加工中 心 MC Machining Center 使數(shù)控裝置進入了第二代 1965 年 出現(xiàn)了第三代 的集成電路數(shù)控裝置 不僅體積小 功率消耗少 且可靠性提高 價格進一步 下降 促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展 60 年代末 先后出現(xiàn)了由一臺計 算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng) 簡稱 DNC 又稱群控系統(tǒng) 采用小型 計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng) 簡稱 CNC 使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化 為特征的第四代 1974 年 研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計 算機數(shù)控裝置 簡稱 MNC 這是第五代數(shù)控系統(tǒng) 20 世紀 80 年代初 隨著 計算機軟 硬件技術(shù)的發(fā)展 出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝 置 數(shù)控裝置愈趨小型化 可以直接安裝在機床上 數(shù)控機床的自動化程度進 一步提高 具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能 20 世紀 90 年代后 期 出現(xiàn)了 PC CNC 智能數(shù)控系統(tǒng) 即以 PC 機為控制系統(tǒng)的硬件部分 在 PC 機上安裝 NC 軟件系統(tǒng) 此種方式系統(tǒng)維護方便 易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造 我國 1958 年試制成功第一臺電子管數(shù)控機床 從 1965 年開始研制晶體管 數(shù)控系統(tǒng) 到 20 世紀 70 年代初曾研究出數(shù)控臂錐銑床 非圓插齒機 數(shù)控立 2 銑床 數(shù)控車床 數(shù)控鏜床 數(shù)控磨床和加工中心等 20 世紀 80 年代隨著改 革開放政策的實施 我國從國外引進了先進技術(shù) 并在消化 吸收國外先進技 術(shù)的基礎(chǔ)上 進行了大量的開發(fā)工作 進而推動了我國數(shù)控機床新的發(fā)展高潮 使我國數(shù)控機床在品種上 性能上以及水平上均有了新的飛躍 1 2 數(shù)控加工的特點 1 自動化程度高 具有很高的生產(chǎn)效率 除手工裝夾毛坯外 其余全部 加工過程都可由數(shù)控機床自動完成 若配合自動裝卸手段 則是無人控制工廠 的基本組成環(huán)節(jié) 數(shù)控加工減輕了操作者的勞動強度 改善了勞動條件 省去 了劃線 多次裝夾定位 檢測等工序及其輔助操作 有效地提高了生產(chǎn)效率 2 對加工對象的適應(yīng)性強 改變加工對象時 除了更換刀具和解決毛坯 裝夾方式外 只需重新編程即可 不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整 從而縮短了 生產(chǎn)準備周期 3 加工精度高 質(zhì)量穩(wěn)定 加工尺寸精度在 0 005 0 01 mm 之間 不受 零件復(fù)雜程度的影響 由于大部分操作都由機器自動完成 因而消除了人為誤 差 提高了批量零件尺寸的一致性 同時精密控制的機床上還采用了位置檢測 裝置 更加提高了數(shù)控加工的精度 1 3 本課題的主要內(nèi)容及任務(wù) 1 主要內(nèi)容 本文主要講述了典型盤套零件的數(shù)控加工工藝中的問題 如毛坯的選擇 定位基準的選擇 裝夾方式的選擇 刀具及量具的選擇 切削參數(shù)的選擇等相 關(guān)問題 在分析完這些問題后 制定出合理的加工方案 并制定相關(guān)工藝文件 編制出零件的數(shù)控加工程序 2 主要任務(wù) 1 分析加工工藝 2 確定加工方案 3 制訂加工路線 4 選擇加工設(shè)備 5 確定加工刀具 6 編寫加工程序 3 8 編寫設(shè)計說明書 4 第二章 零件的圖樣分析 2 1 零件的結(jié)構(gòu)特點分析 如圖 2 1 所示零件圖 從圖中可以看出 該零件的結(jié)構(gòu)為 一方形板上有 一凸臺高 10mm 凸臺由直線 圓弧 R60 R15 組成 凸臺還有一個直徑 30mm 的 孔 四方塊底板上均布有 2xM12 的螺紋 這些結(jié)構(gòu)形狀涉及的內(nèi)容坐標數(shù)值較 多 在普通銑床上加工難以保證精度 而在數(shù)控銑床上加工這些結(jié)構(gòu)屬于易加 工產(chǎn)品 圖 2 1 CAD 零件圖 2 2 零件的技術(shù)要求分析 1 工藝設(shè)計 1 對零件進行工藝分析 2 選擇毛坯和機床 3 確定加工方案 4 選擇刀具并填寫工具單 5 確定零件裝夾方式 5 6 確定粗 精銑加工切削用量 7 確定工序內(nèi)容并填寫工序卡 2 編寫加工程序 1 建立工件坐標系 2 基點尺寸計算與確定 3 編寫加工程序 第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 3 1 毛坯的選擇 該零件為板類零件 故其毛坯選擇為板材 毛坯材料為 45 鋼 毛坯尺寸為 125mm 105mm 30mm 3 2 定位基準的選擇 選擇工件的定位基準 實際上是確定工件的定位基面 根據(jù)選定的基面加 工與否 又將定位基準分為粗基準和精基準 在起始工序中 只能選擇未經(jīng)加 工的毛坯表面作為定位基準 這種基準稱為粗基準 用加工過的表面作為定位 基準 則稱為精基準 在選擇定位基準時 是從保證工件精度要求出發(fā)的 因此分析定位基準選 擇的順序應(yīng)為從精基準到粗基準 1 精基準的選擇原則 選擇精基準時 應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠 方便 可按照基準重合 基準統(tǒng)一 自為基準 互為基準 便于裝夾等原則進行選擇 根據(jù)其原則 確定該零件的精基準為零件的外輪廓及零件底面 2 粗基準的選擇原則 選擇粗基準要求應(yīng)能保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配加 工面的余量 同時要為后續(xù)工序提供精基準 可按照非加工表面 加工余量最 6 小 重要表面 不重復(fù)使用 便于工件裝夾等原則進行選擇 根據(jù)其原則 確定該零件的粗基準為毛坯外邊及底面 對零件的四周和上表 面進行加工 再以加工的底面和 120 x25mm 的兩個面做為精基準 加工剩余部 位 3 3 裝夾方式的選擇 在機床上加工 為保證加工精度 必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確位 置 即定位 然后將其壓緊壓牢 使其在加工中保持這一正確位置不變 即夾 緊 從定位到夾緊的全過程稱為工件的裝夾 經(jīng)分析 該零件在數(shù)控銑床上需要進行 2 道主要的加工工序方能完成零件 的加工 在第一工序裝夾時為銑削零件的底面 和四周外輪廓 此次裝夾時以 毛坯外輪廓定位 采用平口虎鉗進行裝夾 第二工序裝夾時加工零件的凸臺 孔和螺紋 此次裝夾以加工好的底面進行定位 3 4 表面加工方法的選擇 1 上下兩平面的加工方法 其表面粗糙度要求不高 故其加工方法可按照粗 精加工進行 在粗加工 后留取 0 5mm 的余量進行精銑 2 側(cè)面的加工方法 其側(cè)面的尺寸精度和表面粗糙度要求均不高 可直接進行粗銑即可 3 凸臺輪廓的加工方法 其表面粗糙度要求不高 尺寸精度 Ra1 6um 且 X Y Z 向的加工余量較 大 故其加工方法需按照粗 精加工進行 且粗加工時余量較多 需要進行分 層銑削 4 大孔的加工方法 先使用麻花鉆鉆孔 然后采用鏜孔刀 精鏜孔 5 螺紋孔及螺紋的加工方法 加工孔按照常規(guī)方法 螺紋孔直接鉆即可 2xM12 的螺紋則采用絲攻直接 對其攻絲 7 3 5 加工順序的安排 工序通常包括切削加工工序 熱處理工序和輔助工序等 工序的安排與否 將直接影響到零件的加工質(zhì)量 生產(chǎn)率和加工成本 切削加工工序通常按以下原則劃分 1 以一次安裝作為一道工序 2 以粗 精加工劃分工序 3 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序 4 以加工部位劃分工序 在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上 對于毛坯質(zhì)量高 加工余量較小 加 工精度要求不高或新產(chǎn)品試制等單件或生產(chǎn)批量很小的零件 可在加工中心上 一次或兩次裝夾完成全部粗 精加工工序 本次設(shè)計的電機蓋板零件加工順序的安排原則 先粗后精 先面后孔 基 面先行 3 6 工藝路線的確定 在數(shù)控加工中 刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線 加工路 線的確定原則 1 加工路線因保證被加工零件的精度和表面粗糙度 且效率高 2 使數(shù)值計算簡單 減少編程工作量 工藝路線方案 工序一 制造毛坯 125mm 105mm 30mm 工序二 粗 精銑 6 個面至尺寸 120mm 100mm 25mm 工序三 銑凸臺輪廓 工步 1 粗銑凸臺輪廓 側(cè)部和底部留 0 2mm 的精加工余量 工步 2 精加工凸臺輪廓 至要求尺寸 工序四 加工大孔 30 0 03 0mm 工步 1 鉆孔 29mm 工步 2 鏜孔 30 0 03 0mm 工序五 鉆螺紋孔 攻絲 工步 1 鉆螺紋底孔 2x 10mm 8 工步 2 攻絲 2xM12 工序六 去毛刺 工序七 檢驗 工序八 入庫 第四章 設(shè)備及其工藝裝備的確定 4 1 機床的選擇 由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn) 因此不用考慮生產(chǎn)效率等問題 只要在 能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進行加工即可 但為了減少人為 的換刀量 根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機床 確定選擇由大連機床廠設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 VMC850 系列數(shù)控立式加工中心 其主要技術(shù)參數(shù)如下 系統(tǒng)配置 FANUC 工作臺面積 mm 460 950 500 1050 行程 X Y Z mm 800 500 550 主軸錐孔 BT40 主功率 KW 7 5 11 主軸變速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速 rpm 50 6000 伺服 機床結(jié)構(gòu) 臺灣主軸 全防護 貼塑滑軌 電柜空調(diào) 備注 16 把斗笠式刀庫 20 把圓盤式刀庫 4 2 夾具的選擇 在確定裝夾方案時 只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準確定工件的定 位夾緊方式 并選擇合適的夾具 1 專用夾具 一般在產(chǎn)品相對穩(wěn)定 批量較大的生產(chǎn)中采用各種專用夾 具 可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度 除大批量生產(chǎn)之外 中小批量生產(chǎn)中也 需要采用一些專用夾具 但在結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計時要進行具體的技術(shù)經(jīng)濟分析 2 組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具 標準的模塊元件具有較高 的精度和賴磨性 可組裝成各種夾具 夾具用完可拆卸 清洗后可留 待組裝 9 新的夾具 由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期 元件能重復(fù)多次使用并具 有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點 3 通用夾具 已經(jīng)標準化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具 稱為通 用夾具 其尺寸 結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)范化 而且具有一定的通用性 這類夾具適應(yīng)性 強 可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件 價格便宜 其缺點是夾具精度 不高 生產(chǎn)效率也比較低 較難裝夾 一般適用于單件小批量生產(chǎn)中 選擇裝夾方法的要點 1 盡可能的選擇箱體的設(shè)計基準為精基準 粗基準的選擇要保證重要表 面的加工余量均勻 使不加工表面的尺寸 位置符合圖紙的要求 且便于裝夾 2 加工中心高速強力切削時 定位基準要有足夠的接觸面積和分布面積 以承受大的切削力且定位移動可靠 3 夾具本身要以加工中心工作臺上的基準槽或基準孔來定位并安裝到機 床上 這可確保零件的工件坐標系與機床坐標系固定的尺寸關(guān)系 這是和普通 機床的一個重要區(qū)別 綜合分析此電機蓋板零件 毛坯和零件都較為規(guī)則選用機用平口虎鉗進行 裝夾 如下圖 4 1 所示 圖 4 1 4 3 刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一 它不僅影響機床的加工效 率 而且直接影響加工質(zhì)量 編程時選擇刀具通常考慮機床的加工能力 工序 內(nèi)容 工件材料等因素 數(shù)控機床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便 剛性好 精度高 耐用度好等 要求 對刀具的基本要求 10 1 銑刀剛性要好 銑刀剛性要好的目的有二 一是為提高生產(chǎn)效率而采 用大切削用量的需要 二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特 點 2 銑刀的耐用度要高 尤其是當一把銑刀加工的內(nèi)容很多時 如刀具不 耐用而磨損較快 不僅會影響零件的表面質(zhì)量與加工精度 而且會增加換刀引 起的調(diào)刀與對刀次數(shù) 也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階 除 上述兩點之外 銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要 根據(jù)不同的加工內(nèi)容 則需要不同規(guī)格的刀具來進行加工 該零件材料為 45 鋼 毛坯尺寸與成品尺寸余量較為充足 考慮到加工效率 接刀痕跡 走刀 的重疊量 綜上分析確定銑 6 個平面用面銑刀 120mm 粗 精銑凸臺用 26mm 立 銑刀 鉆孔用 29mm 和 8 7 麻花鉆 鏜孔用 30mm 鏜孔刀 攻絲選用 M12 標準絲攻 表 4 1 刀具卡片 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具號 刀具材料 加工表面 面銑刀 120mm T01 硬質(zhì)合金 銑零件 6 個面 立銑刀 26mm T02 硬質(zhì)合金 銑零件凸臺輪廓 麻花鉆 29mm T03 高速鋼 鉆孔 麻花鉆 10mm T04 高速鋼 鉆孔 鏜孔刀 30mm T05 硬質(zhì)合金 鏜孔 攻絲 M12 T06 硬質(zhì)合金 攻絲 4 4 冷卻液的選擇 為了刀具和工件的溫度 不僅要減少切削熱的產(chǎn)生 而且要改善散熱條件 使用切削液可以有效的降低溫度還可以防止切削層金屬的變形 減少切削與刀 具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦 現(xiàn)有冷卻液分為 水溶液 乳化液和 切削油三大類 根據(jù)零件材料和刀具材料分析 為了得到較高的表面質(zhì)量和精 度 并且減少水與鋁的化學反應(yīng) 所以選取 10 乳化液效果較好 表 4 2 冷卻液主要成分及作用 冷卻液名稱 主要成分 主要作用 水溶液 水 防銹添加劑 冷卻 11 乳化液 水 油 乳化悸 冷卻 潤滑 防銹 切削油 礦物油 動植物油 極壓油添加 劑或油性 潤滑 第五章 切削用量的選取 合理的選擇切削用量 對保證產(chǎn)品質(zhì)量 提高銷量 降低加工成本具有重 要作用 切削用量的選擇主要根據(jù)工件材料 加工精度和表面粗糙度的要求進 行 同時還要兼顧刀具的耐用度 工藝系統(tǒng)的剛度和機床功率等條件 其基本 原則是 在工藝系統(tǒng)剛性允許時 應(yīng)首先選擇一個盡可能大的背吃刀量 pa 其次選擇一個較大的進給量 最后在刀具耐用度和機床功率允許條件下選f 擇一個合理的切削速度 最后通過公式 n 1000 d 計算出主軸轉(zhuǎn)速 cvcv 1 的選擇pa 主要根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定 1 粗加工時 在留下精加工 半精加工的余量后 盡可能一次走刀將剩下 的余量切除 若余量過大不能一次切除 也應(yīng)按縣多后少的不等余量法加工 第一刀的 應(yīng)盡可能大些 使刀口在里層切削 避免工件表面不平及有硬皮的pa 鑄造件 2 當沖擊載荷較大或工藝系統(tǒng)剛度較差時 可適當降低 使切削力減pa 小 3 精加工時 應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定 采用逐漸降低 的方法 pa p 逐步提高加工精度和表面質(zhì)量 4 一般精加工時 取 0 05 0 8mm 半精加工時 取p 1 0 3 0mm pa 2 的選擇f 12 1 粗加工時 主要受刀桿 刀片 機床 工件等強度和剛度所承受的切f 削力限制一般根據(jù)剛度選擇 Go 工藝系統(tǒng)剛度好時 可用大些的 適當降低f f 2 精加工 半精加工時 應(yīng)根據(jù)工件的表面粗糙度要求選擇 表面粗糙f 度要求小 取較小的 但不能過小 因為 過小 切削厚度過薄 表面粗糙f f 度值反而會增大 切刀具磨損加劇 3 的選擇cv 主要根據(jù)工件材料 刀具材料和機床功率來選擇 1 刀具材料好 可選擇高些 cv 2 表面粗糙度要求小的要避開積屑瘤 鱗刺產(chǎn)生的 高速鋼刀去小 cvcv 硬質(zhì)合金取較高的 cv 3 表面有硬皮或斷續(xù)切削時 應(yīng)適當降低 cv 4 工藝系統(tǒng)剛性差的 應(yīng)減小cv 綜上所述 查機械加工工藝手冊 確定最后的切削用量如數(shù)控加工工序卡 所示 13 第六章 設(shè)計工藝和工序卡片 6 1 工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 一 備料 制造毛坯 125mm 105mm 30mm 二 銑 銑 6 個面至尺寸 120mm 100mm 25mm 銑削加工中心 三 銑 銑凸臺輪廓 銑削加工中心 四 鉆 鏜 加工大孔 30 0 03 0mm 銑削加工中心 五 鉆 攻 鉆螺紋孔 攻絲 銑削加工中心 六 檢驗 手檢 七 鉗 去毛刺 八 入庫 入庫 6 2 數(shù)控加工工序卡 工序卡一 夾具名稱 機用平口虎鉗 使用設(shè)備 銑削加工中心 工序號 二 程序編號 0001 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 主軸轉(zhuǎn)數(shù) r min 進給速度 mm min 被吃刀量 mm 1 銑 6 個面至尺寸 80mm 80mm 30mm T01 300 200 2 5 工序卡二 夾具名稱 機用平口虎鉗 使用設(shè)備 銑削加工中心 工序號 三 程序編號 0002 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 主軸轉(zhuǎn)數(shù) r min 進給速度 mm min 被吃刀量 mm 1 粗銑凸臺輪廓 側(cè)部留 0 2mm 的精加工余量 T02 2000 500 9 2 精加工凸臺輪廓 T02 2500 300 0 2 工序卡三 夾具名稱 機用平口虎鉗 使用設(shè)備 銑削加工中心 工序號 四 程序編號 0003 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 主軸轉(zhuǎn)數(shù) r min 進給速度 mm min 被吃刀量 mm 1 鉆孔 29mm T03 300 100 3 2 鏜孔 30 0 03 0mm T04 1200 150 0 5 14 工序卡四 夾具名稱 機用平口虎鉗 使用設(shè)備 銑削加工中心 工序號 五 程序編號 0004 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 主軸轉(zhuǎn)數(shù) r min 進給速度 mm min 被吃刀量 mm 1 鉆螺紋底孔 2x 10mm T05 1000 80 3 2 攻絲 2xM12 T06 80 1 第七章 數(shù)控加工程序的編制 7 1 編程方法的選擇 數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種 1 手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控機床程序編制各個階段的工作 當被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時 都可以采用手工編程的方法 手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式 即使在自動編程高速發(fā)展的將 來 手工編程的重要地位也不可取代 仍是自動編程的基礎(chǔ) 在先進的自動編 程方法中 許多重要的經(jīng)驗都來源于手工編程 并不斷豐富和推動自動編程的 發(fā)展 2 自動編程 自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng) 由計算機來自動生 成零件加工程序的過程 編程人員只需根據(jù)加工對象及工藝要求 借助數(shù)控語 言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能 對加工 過程與要求進行較簡便的描述 而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡 并輸 出零件數(shù)控加工程序 由于在計算機上可自動地繪出所編程序的圖形及進給軌 跡 所以能及時地檢查程序是否有錯 并進行修改 得到正確的程序 綜合考慮該零件的外形 確定該零件采用手工編程的方法進行編制 15 7 2 編程坐標系的確定 由零件圖可知 該零件的設(shè)計基準在零件的左下角 故在編程時將其編程 原點設(shè)置在此處能夠方便對刀和編程 但加工外輪廓和平面時還是將坐標系設(shè) 置在零件的幾何中心處比較合理 7 3 加工程序清單 1 工序卡一的加工程序單 該工序加工零件底面和四周輪廓 所用的刀具為 120 面銑刀 其加工程 序如下 O0001 程序號 G17 G90 G54 定義加工坐標系 加工平面 G91 G28 Z0 0 Z 軸回機床參考點 M06 調(diào)用換刀指令 T01 調(diào)用 1 號刀具 G40 G49 G80 取消半徑補償 長度補償 固定循環(huán) M03S300 啟動主軸 G0X260 Y0M08 快速定位 G43G0Z10 H01 建立長度補償 G01Z 2 5 下刀 G01X 260 F200 銑平面 G0Z100 M09 退刀 M05 主軸停止 G28G91Y0 Y 軸返回參考點 M30 程序結(jié)束 1 工序卡二 三 四 五的加工程序單 該工序加工零件凸臺輪廓 孔 M12 螺紋等 其加工程序如下 程序號 G40 G17 G49 G80 G90 定義加工坐標系 加工平面 16 刀具 ED26 開粗凸臺輪廓 Z 軸返回參考點 G00 G91 G28 Z0 0 換刀指令 T02 M06 調(diào)用 2 號刀具 S2000 M03 取啟動主軸 M08 開啟冷卻液 G00 G90 X66 Y 8 快速定位 G43 G00 Z10 H02 建立刀具長度補償 G00 Z 7 下刀 G01 X66 Y 8 Z 10 F500 G01 X53 Y 8 Z 10 G01 X53 Y35 Z 10 G03 X49 Y45 R13 G03 X 49 Y45 R73 G03 X 53 Y35 R13 G01 X 53 Y15 Z 10 G03 X 40 Y2 R13 G01 X 25 Y2 Z 10 G02 X 25 Y 2 J 2 G01 X 40 Y 2 Z 10 G03 X 53 Y 15 R13 G01 X 53 Y 50 Z 10 G03 X 40 Y 63 R13 G01 X 15 Y 63 Z 10 G03 X 2 Y 50 R13 G01 X 2 Y 35 Z 10 G02 X2 Y 35 R2 G01 X2 Y 50 Z 10 G03 X15 Y 63 R13 G01 X40 Y 63 Z 10 粗銑凸臺輪廓 17 G03 X53 Y 50 R13 G01 X53 Y 8 Z 10 G01 X66 Y 8 Z 10 G01 X66 Y 8 Z 7 G00 Z10 M05 刀具 ED26 精加工凸臺輪廓 S2500 M03 提高轉(zhuǎn)速精加工凸臺輪廓 G00 Z 7 下刀 G01 X66 Y 8 Z 10 F500 G01 X53 Y 8 Z 10 G01 X53 Y35 Z 10 G03 X49 Y44 R13 G03 X 49 Y44 R73 G03 X 53 Y35 R13 G01 X 53 Y15 Z 10 G03 X 40 Y2 R13 G01 X 25 Y2 Z 10 G02 X 25 Y 2 J 2 G01 X 40 Y 2 Z 10 G03 X 53 Y 15 R13 G01 X 53 Y 50 Z 10 G03 X 40 Y 63 R13 G01 X 15 Y 63 Z 10 G03 X 2 Y 50 R13 G01 X 2 Y 35 Z 10 G02 X2 Y 35 I2 G01 X2 Y 50 Z 10 G03 X15 Y 63 R13 精加工凸臺輪廓 18 G01 X40 Y 63 Z 10 G03 X53 Y 50 R13 G01 X53 Y 8 Z 10 G01 X66 Y 8 Z 10 G01 X66 Y 8 Z 7 G00 Z10 M05 刀具 DRILLING 29 鉆大孔 G00 G91 G28 Z0 0 Z 軸返回參考點 T03 M06 換刀 鉆孔 S200 M03 啟動主軸 G00 G90 X0 0 Y30 定位 G43 G00 Z3 H03 建立長度補償 G81 X0 0 Y30 Z 35 R3 F50 鉆孔 29mm G80 取消鉆孔循環(huán) M05 主軸停轉(zhuǎn) 刀具 DRILLING 10 鉆 M12 螺 紋孔 啟動主軸 G00 G91 G28 Z0 0 Z 軸返回參考點 T04 M06 換刀 攻絲 S1200 M03 啟動主軸 G00 G90 X 40 Y50 定位 G43 G00 Z3 H04 建立長度補償 G81 X 40 Y50 Z 30 R3 F50 G81 X40 Y50 Z 30 鉆孔 2 10mm G80 取消鉆孔循環(huán) M05 主軸停轉(zhuǎn) 刀具鏜孔刀 30 鏜孔 啟動主軸 19 G00 G91 G28 Z0 0 Z 軸返回參考點 T05 M06 換刀 鏜孔 S1000 M03 啟動主軸 G00 G90 X0 0 Y30 定位 G43 G00 Z3 H05 建立長度補償 G85 X0 0 Y30 Z 27 R3 F250 鏜孔循環(huán) G80 取消鏜孔循環(huán) M05 主軸停轉(zhuǎn) 絲攻 M12 攻絲 2 個 M12 G00 G91 G28 Z0 0 Z 軸返回參考點 T06 M06 換刀 鉆孔 S80 M03 啟動主軸 G00 G90 X 40 Y50 定位 G43 G00 Z3 H06 建立長度補償 G84 X 40 Y50 Z 30 R3 F2 G84 X40 Y50 Z 30 攻絲 M12 G80 取消攻絲循環(huán) M05 主軸停轉(zhuǎn) M30 程序結(jié)束 7 4 仿真效果圖 根據(jù)加工工藝流程 對零件進行編程 最終得到仿真效果圖 如下圖所示 20 總 結(jié) 經(jīng)過這段的時間 畢業(yè)設(shè)計的工作已經(jīng)完成 通過對零件數(shù)控銑加工工藝 與編程課題的認真學習和研究 基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和 編程的技巧 同時也通過對具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析 編程 最終加 工出了對應(yīng)的產(chǎn)品 畢業(yè)設(shè)計前期 通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的儲備 學習到了關(guān)于 數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點 并且通過對加工工藝的學習 較好的掌握了數(shù)控 銑加工工藝的特點 及其在編寫加工工藝時 應(yīng)該注意那些問題等等 而且通 過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用 掌握了一些常用的編程指令 通過 對循環(huán)中參數(shù)的學習 更加清晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過程中其實際的加工過程 畢業(yè)設(shè)計的后期 通過對具體零件的分析和編程 更進一步的掌握了數(shù)控加工 工藝和編程的特點 在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中 也遇到了很多的困難 充分體會到了理論必須 與實際相結(jié)合 雖然在畢業(yè)設(shè)計的前期和設(shè)計過程中 搜集了大量關(guān)于數(shù)控銑 加工工藝和編程的資料 但是在實際的工藝分析和數(shù)控編程中還是遇到了很多 的理論與實際不同的困難 許多問題在書本上都是這樣 而在實際運用中卻是 那樣 但幸運的是通過老師的幫助和多次分析修改后 最終完成了加工工藝的 21 分析和編程 并且加工出了相應(yīng)的產(chǎn)品 在畢業(yè)設(shè)計的過程中 要邊學習 變 實踐 每當遇到新的問題時 就要不斷的努力和探索 切忌心浮氣躁 22 致 謝 通過本次的畢業(yè)設(shè)計 我從中學到了不少的東西 并且最終順利的完成了 本次畢業(yè)設(shè)計 但是在畢業(yè)設(shè)計過程中也遇到了許多的困難 比如 在剛領(lǐng)到 數(shù)控銑加工工藝與編程的設(shè)計任務(wù)書時 感覺對于本設(shè)計任務(wù)無從下手 最終 通過指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo) 才解決了疑惑 使的畢業(yè)設(shè)計工作順利的開展 在 畢業(yè)設(shè)計的過程當中也遇到了不少的困難 尤其是越到畢業(yè)設(shè)計的后期 自己 遇到的困難就越來越多 但每一次通過老師的耐心講解都能將問題順利的解決 沒有老師們無私的幫助 我的畢業(yè)設(shè)計工作就很難開展 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)就 很難完成 因此 非常的感謝老師們的無私幫助 23 參考文獻 1 山穎 現(xiàn)代工程制圖 M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2004 2 邱永成 機械基礎(chǔ) M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2004 3 陳于萍 高曉康 互換性與測量技術(shù) M 北京 高等教育出版社 2001 4 趙長明 劉萬菊 數(shù)控加工工藝及設(shè)備 M 北京 高等教育出版社 2003 5 鞠加彬 數(shù)控技術(shù) M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2004 6 揚偉群 數(shù)控工藝培訓教程 M 北京 清華大學出版社 2005 7 南景富 AutoCAD 基礎(chǔ)教程 M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2004 8 華茂發(fā) 數(shù)控機床加工工藝 M 北京 機械工業(yè)出版社 2000 9 宴初宏 數(shù)控加工工藝與編程 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 10 顧京 數(shù)控加工程序編制 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 11 羅學科 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