《精编》数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文

《《精编》数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精编》数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、目 录 一 摘要 二 配合件设计的内容及步骤二 配合件设计的内容及步骤 1 零件加工工艺的分析 1 1 零件的技术要求分析 1 2 零件的结构工艺分析 2 编程尺寸的确定 2 1 计算各节点的坐标尺寸 3 毛坯的选择 4 工艺过程设计 4 1 板料凸件加工工步顺序的安排 4 2 板料凹件加工工步顺序的安排 5 选择机床 工艺装备等 5 1 刀具的选择方案 5 2 铣削用量的确定 6 确定切削用量 7 工艺文件 7 1 工序卡片 7 2 刀具卡 8 编制加工程序单 三 小结 四 参考文献 摘 要 数控机床的出现以及带来的巨大利益 引起世界各国科技界和工业界的普 遍重视 发展数控机床是当前我国机械

2、制造业技术改造的必由之路 是未来工 厂 自动化的基础 数控机床的大量使用 需要大批熟练掌握现代数控技术的人员 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 使制造业成为工业化 的象征 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 它对国计民生的一 些重要行业的发展起着越来越重要的作用 随着科技的发展 数控技术也在不断的发展更新 现在数控技术也称计算机 数控技术 加工软件的更新快 CAD CAM 的应用是一项实践性很强的技术 如 像 UG PRO E Cimitron MasterCAM CAXA 制造工程师等 数控技术是技术性极强的工作 尤其在模具领域应用最为广泛 所以这要 求从业人员具有很

3、高的机械加工工艺知识 数控编程知识和数控操作技能 本 文主要通过铣削加工薄壁配合件的数控工艺分析与加工 综合所学的专业基础 知识 全面考虑可能影响在铣削 钻削 绞削加工 中的因素 设计其加工工艺 和编辑程序 完成配合要求 关键词 铣削 钻削 绞削 CAD CAM 薄壁板类配合件零件加工 1 零件加工工艺的分析 1 零件的技术要求分析 零件的尺寸公差在 0 05 0 1mm 之间 且凸件薄壁厚度为 8mm 区域 面积较大 表面粗糙度也比较高 达到了 Ra3 2um 相对难加工 加工时容 易产生变形 处理不好可能会导致其壁厚公差及表面粗糙度难以达到要求 定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准 该零

4、件首先以一个毛坯 件的一个平面为粗基准定位 将毛料的精加工定位面铣削出来 并达到规 定的要求和质量 作为夹持面 再以夹持面为精基准装夹来加工零件 最 后再将粗基准面加工到尺寸要求 材料名称 铝 型材 热处理 正火 强度较高 塑性和韧性尚好 最常用中碳调质钢 综合 力学性能良好 用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型 正火零件 以及对心部强度要求不高的表面淬火零件 2 2 零件的结构工艺分析 零件的结构工艺分析 零件形状如 1 1 1 2 图所示 有轮廓加工 板件凸 凹件加工及打孔等 由 于典型零件需要配合的薄壁零件 形状比较简单 但是工序复杂 表面质量和精 度要求高 所以从精度要求

5、上考虑 定位和工序安排比较关键 为了保证加工精 度和表面质量 根据毛胚形状和尺寸 分析采用两次定位 一次粗定位 一次精定 位 装夹加工完成 按照 基准面先 主后次 先近后远 先里后外 先粗加工后精加 工 先面后孔的原则依次划分工序加工 零件基本尺寸 110 110 30 凸件 1 1 凹件 1 2 技术要求技术要求 1 未注公差 0 1mm 2 未注倒角去毛刺 3 未注表面粗糙度为 Ra3 2 凸件 凹件 2 2 编程尺寸的确定 编程尺寸的确定 1 1 计算各节点的坐标尺寸 计算各节点的坐标尺寸 2 1 如图 2 1 所示将零件图用 AUTOCAD 画出 利用 CAD 中的相关功能计算出上图

6、中各节点的坐标 3 3 毛坯选择 毛坯选择 1 1 毛坯分析毛坯分析 根据零件的设计和运用领域等方面 零件形状尺寸 力学性能 批 量大小以及学校现有的设备要求 选择零件的材料 材料的力学性能 退火钢抗拉强度 600 MPa 屈服强度 355 MPa 延 长 率 16 断面收缩率 40 布氏硬度 197 HB 批量大小 小批量生产 零件形状尺寸 由零件凸模 1 1 凹模1 4图样 尺寸为116mm 116mm 34mm 学校现有的设备 立式加工中心 2 毛坯的选择 毛坯的选择 选择毛坯尺寸为 116mm 116mm 34mm 的铝材 类型为型材 4 4 工艺过程的设计 工艺过程的设计 1 选择定

7、位基准 选择定位基准 通常毛料未经任何处理时 外表有一层硬皮 硬度很高 很容易磨损 刀具 在选择走刀方式时加以考虑选择逆铣 还有毛刺 装夹前应进行钳 工去毛刺处理 再以面作为粗基准加工精基准定位面 凸件 任选 116mm 34mm 的面用面铣刀加工 即为定位基准 凹件 任选 116mm 34mm 的面用面铣刀加工 即为定位基准 2 选择毛坯各表面加工方法 选择毛坯各表面加工方法 表面的加工顺序是先里后外 先粗后精 先面后孔的方法划分加工步 骤 由于轮廓薄壁太薄 对其划分工序考虑要全面 先对受力大的部位先 加工 对剩余部粗铣后就开始精加工 由于粗精加工同一个部位都用的不 是同一把刀 所以选择加工

8、方案要综合考虑 3 确定加工顺序 确定加工顺序 铣削底面和侧面 凸件 粗铣夹持面 粗铣上平面 精铣上平面 粗铣内轮廓 挖槽 编程 去除槽内多余残料 铣槽内圆孔 粗铣槽内凹球槽 粗铣外轮廓 粗铣凸 台 编程去除多余残料 精铣椭圆槽 精铣槽内球槽 精铣凸台 精铣夹 持面 选择与之前加工完成的 116mm 34mm 面相邻的 116mm 34mm 面加 工 用夹具将工件夹持稍微可以松动 目测之前加工的面与夹具底面垂直 然 后用千分尺测是否垂直 读表后 用扳手轻微修改工件垂直度 直到工件垂直 为止 夹紧 然后用面铣刀加工此面 切削量不要太多 1 1 5mm 将工件旋转 90 度至未加工的一面 然后用千

9、分表测垂直度 用 G92 指令和面铣刀加工 再以此面为零点 将零件切削到 116mm 113mm 34mm 将工件旋转 90 度至未加工的一面 然后用千分表测垂直度 用 G92 指令和面铣刀加工 再以此面为零点 将零件切削到 113mm 113mm 34mm 然后加工 113mm 113mm 的面 用 G92 指令和面铣刀将此面稍微洗掉一 点 1 1 5mm 将工件翻过来切削另一面 用 G92 指令和面铣刀稍微切掉一点 以此 面为零点 将工件切削到 113mm 113mm 32mm 精铣上平面 工件尺寸铣过之后为 113mm 113mm 30mm 粗铣长半轴为 X 为 39 短半轴 Y 为 2

10、9 的椭圆槽 以及去除残料 铣直径为 8 的内圆孔 粗铣球半径为 15 的球槽 粗铣凸台 去除多余残料 精铣椭圆槽 X40 Y30 粗铣 SR15 的球槽 精铣凸台 1 将工件旋转精铣夹持面 110mm 110mm 30mm 凹件 粗铣夹持面 粗铣上平面 精铣上平面 粗铣凹槽 编程去除凹槽中 多余残料 粗铣定位槽 精铣槽底面 精铣定位槽 翻面铣掉夹持面 选择与之前加工完成的 116mm 34mm 面相邻的 116mm 34mm 面加 工 用夹具将工件夹持稍微可以松动 目测之前加工的面与夹具底面垂直 然 后用千分尺测是否垂直 读表后 用扳手轻微修改工件垂直度 直到工件垂直 为止 夹紧 然后用面铣

11、刀加工此面 切削量不要太多 1 1 5mm 将工件旋转 90 度至未加工的一面 然后用千分表测垂直度 用 G92 指令和面铣刀加工 再以此面为零点 将零件切削到 116mm 113mm 34mm 将工件旋转 90 度至未加工的一面 然后用千分表测垂直度 用 G92 指令和面铣刀加工 再以此面为零点 将零件切削到 113mm 113mm 34mm 然后加工 113mm 113mm 的面 用 G92 指令和面铣刀将此面稍微洗掉一 点 1 1 5mm 将工件翻过来切削另一面 用 G92 指令和面铣刀稍微切掉一点 以此 面为零点 将工件切削到 113mm 113mm 32mm 精铣上平面 工件尺寸铣过

12、之后为 113mm 113mm 30mm 粗铣长半轴为 X 为 31 短半轴 Y 为 21 的椭圆槽 以及去除残料 以及 两个定位槽 精铣椭圆槽 X32 Y22 精铣定位槽 将工件旋转精铣夹持面 110mm 110mm 30mm 4 确定走刀路线确定走刀路线 定义 数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹 根据零件图样 确定走刀路线 即加工工时最短 又能保证质量 下面确 定该走刀路线 配合件走刀路线 先粗 精加工椭圆的外轮廓 粗 精加工内腔及球槽 粗精加工定位台 5 选择机床 工艺装备 选择机床 工艺装备 1 数控机床及系统 选用加工中心 FAUNC VMC850 加工中心加工柔性比普通数

13、控铣床优越 有一个自动换刀的伺服系统 对于工序复杂的零件需要多把 刀加工 在换刀的时候可以减 少很多辅助时间 很方便 而 且能够加工更加复杂的曲面等 工件 因此 提高加工中心的 效率便成为关键 而合理运用 编程技巧 编制高效率的加工 程序 对提高机床效率往往具 有意想不到的效果 5 1 工作台面尺寸 长 宽 405 1307 mm 主轴锥孔 刀柄形式 24ISO40 BT40 MAS403 工作台最大纵向行程650mm主配控制系统FANUC 0iMate MC 工作台最大横向行程450mm换刀时间 s 6 5s 主轴箱垂向行程500mm主轴转速范围60 6000 r min 工作台T型槽 槽数

14、 宽度 间距 5 16 60mm快速移动速度10000 mm min 主电动机功率5 5 7 5 kw 进给速度5 800 mm min 脉冲当量 mm 脉冲 0 001工作台最大承载 kg 700kg 机床外形尺寸 长 宽 高 mm 2540mm 2520mm 2710mm 机床重量 kg 4000kg 2 选择工艺装备 1 夹具的选择 机械制造过程中用来固定加工对象 使之占有正确的位置 以接受 施工或检测的装置称为夹具 又称卡具 从广义上说 在工艺过程中的 任何工序 用来迅速 方便 安全地安装工件的装置 都可称为夹具 例如焊接夹具 检验夹具 装配夹具 机床夹具等 在机床上加工工件 时 为使

15、工件的表面能达到图纸规定的尺寸 几何形状以及与其他表面 的相互位置精度等技术要求 加工前必须将工件装好 定位 夹牢 夹紧 夹具通常由定位元件 确定工件在夹具中的正确位置 夹紧装置 对刀引导元件 确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 分度 装置 使工件在一次安装中能完成数个工位的加工 有回转分度装置和 直线移动分度装置两类 连接元件以及夹具体 夹具底座 等组成 按进给方式铣床夹具可分为直线进给式 靠模进给式和圆周进给式三种 1 1 直线进给式铣床夹具 这类铣床夹具用得最多 夹具安装在铣床 工作台上 加工中随工作台按直线进给方式运动 2 2 靠模铣床夹具 靠模的作用是使工件获得辅助运动 形成仿形

16、运动 它用在专用或通用 铣床上加工各种非圆曲面 3 3 圆周进给式铣床夹具 可在不停车的情 况下装卸工件 一般是多工位 在有回转工作台的铣床上使用 这种夹 具结构紧凑 操作方便 是高效铣床夹具 使用于大批量生产 现代的数控铣床夹具除用到常用的虎钳 分度头和三爪夹盘等通用夹具外 还有万能组合夹具 多工位夹具 气动或液压夹具 专用铣切夹具和真空夹 具等 2 2 装夹方案的选择 在确定装夹方案时 只需根据已选定的加工表面和定位基准定工件 的定位夹紧 方式 并选择合适的夹具 在选用夹具时 在能用普通夹具装夹加工的尽可能的选 用普通夹具 在经济效应上可以减少成本的开支 数控机床上用的夹具应满足安 装调整方便 刚性好 精度高 耐用度好等要求 所以我根据零件的形状考虑选 择平口虎钳 此时 主要考虑以下几点 1 夹紧机构或其它元件不得影响进给 加工部位要敞开 2 必须保证最小的夹紧变形 3 装卸方便 辅助时间应尽量短 4 对小型零件或工序时间不长的零件 可以考虑在工作台上同时装夹几件 进行加工 以提高加工效率 5 夹具结构应力求简单 6 夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接 该零件形状