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1、 毕业设计说明书 课题名称: 纺机轴承座零件的加工工艺及仿真加工 学生姓名陈立峰 学 号 0805021113 所在学院 浙江机电职业技术学院 专 业数控技术 班 级数控0811 指导教师 高永祥 汪市平起讫时间: 2010 年 12 月 20 日 2011年 3 月18 日 摘要 针对目前已成为金属加工企业的必要设备。通过本课题的设计,不仅为企业解决了生产上的实际问题,同时也掌握了一系列机械加工设计方法及步骤,进一步提高了机械设计的综合能力,为以后走上机械专业岗位奠定了良好的基础。 本课题源自杭州嘉升机械有限公司产品图纸,该工件是我院现代制造技术研究所协作加工产品。通过本次毕业设计可使学生在
2、专业理论知识方面得到强化和提升,加强了学生收集资料,方案分析比较的能力以及调查探索的能力,也进一步的提高学生画图,识图,空间想象的能力,让学生在CAD/CAM等软件的应用能力方面也有较大的提高,在三维造型的能力也有了很大的提高,在数控加工工艺安排以及编辑程序也有了进一步的提升,在工装设计方面通过夹具的设计,让自己的分析、排除能力也有了一个很大的提高,培养自己独立思考和解决问题的能力,为以后工作打下坚实的基础,可以说毕业设计师我们以后工作的一次大阅兵,同时轴承座的夹具及工艺规程的设计可作为企业技术改造的重要参考技术资料。 关键词:数控加工;夹具设计;数控编程;三维造型 目录摘要I目录i第1章 绪
3、论11.1课题设计目的和主要内容11.2课题设计意义1第二章 轴承座零件加工数控工艺32.1轴承座零件的结构特点32.2材料及拟定机械加工工艺路线42.3工艺规程设计说明52.4选择机床设备及工艺设备62.5刀具材料选择72.6工序集中与工序分散7第三章 夹具设计及分析73.1夹具定位分析73.2 夹具夹紧分析83.3夹具组成的各个零件9第四章 轴承座零件的数控仿真加工154.1加工工艺参数设置154.2加工轨迹仿真154.3后置处理及G代码生成20第五章 结论27参 考 文 献28致 谢29第1章 绪论1.1课题设计目的和主要内容 通过本课题的设计,让我们对产品的设计过程有了更多的了解,对U
4、G软件的操作更加熟练。同时让我知道了此软件不但可以对产品进行三维造型,还有工程分析,NC,加工,量测及工程数据管理等功能。这次毕业设计的目的就是要熟悉用UG进行产品设计的全部过程,包括三维实体造型,CAD/CAM加工等。整个设计过程不但要用到以前所学的理论知识,还要通过自己的努力和老师的指点来学些新的知识,更重要的是要通过实际操作提高了动手能力,并培养了创新思维能力。更重要的是,我觉得作为一名即将走上就业岗位的学生来说,无疑是依次难得的尝试。 1.2课题设计意义 在当代信息化技术的推动和催化下,传统的制造业和制造技术也通过应用信息技术正向高效率,高精度,高自动化方向发展,数控机床,加工中心和柔
5、性制造单元以及集成制造系统等得到了广泛应用。UG是Unigraphics的缩写,是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案,它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。这是一个交互式CAD/CAM计算机辅助设计与计算机辅助制造系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构和实体的加工。它在诞生之初主要基于工作站,但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长,在PC上的应用取得了迅猛的增长,目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。因此,用UG作为CAD/CAM软件品台,进行的产品创新设计,不仅可以运用机械方面的知识进行产品开发,也可以培养对本软件
6、的操作能力。 此次设计的主要内容是设计轴承座零件加工工艺及仿真加工。对于进行工艺工装设计有着实际性的作用和意义。另外对于数控专业来说,本课题的设计可以让我们能充分全面地运用自己所学的知识,培养我们独立思考的能力,培养我们搞工艺工装设计的思维能力,培养我们的艺术灵感,为我们今后的发展打下坚实的基础等。数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中,如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等,其中数控铣削是复杂多变零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件,但要达到预期的加工效果,编制高质量的数控程序是必不可少的,这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程,而且还包括刀具的形状和尺
7、寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。无论是手工编程或计算机辅助编程,在编制加工程序时,选择合理的工艺参数,是编制高质量加工程序的前提。在本文所采用的加工软件是UG,UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架,它为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境,用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改:如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能,可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁,并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标
8、准化,以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序,并保持与实体模型全相关。 UG NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序,该模块适用于目前世界上几乎所有主流 NC机床和加工中心,该模块在多年的应用实践中已被证明适用于25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花切割。 对设计夹具方案而言,夹具的使用根据工件几何形状或加工方式的不同,使用的情形也会随之变化。夹具的类型众多,使用方式又具多样化,因此夹具的设计在加工流程中是重要的技术与艺术。夹具规划的优劣会直接影响到加工过程的可行性与难易度,而且夹具需要与工件接触,才能产生夹持力以
9、固定工件,因此夹具的设置会直接影响刀具轨迹的规划。因而要设计出合理的夹具方案,能更好的保证产品质量和提高劳动生产率。第二章 轴承座零件加工数控工艺2.1轴承座零件的结构特点 轴承座是属于套筒型零件,外型比较简单。重点是中间的一些孔之间的位置关系与里面的精度要求。如图2-1、图2-2所示: 图2-1 轴承座零件三维图 图2-2 轴承座零件图2.2材料及拟定机械加工工艺路线 选取毛坯的材料为HT200,铸件,并按图纸外型取1mm余量。 (1)工序顺序安排原则 (a)原则:先粗后精,先主后次,先面后孔,基面先行。 (b)机械加工工艺路线按工序的性质不同一般可分为粗加工,半精加工和精加工三个阶段。表面
10、质量要求特别高时,还应增加光整加工阶段。 (c)零件的机械加工路线中,第一道工序往往都是加工精基准,然后使用精基准定位,进行后续加工,如轴类零件先钻中心孔,箱体类零件先加工平面、定位销孔等。 (2)工艺安排原则和方法 制定工艺规程定的原则是:在保证产品质量的前提下,最大限度的提高生产率和降低制造成本。工件是工艺系的核心。各种加方法都是根据工件的被加表面类型、材料和技术要求等确定的。 夹具是一种工艺装备。它的作用一是保证工件相对于机床和刀具具有正确的位置,这一过程称为“定位”;二是要保证工件在外力的作用下仍能保持正确位置,这一过程称为“夹紧”。 要保证工艺系统各个环节之间正确的几何位置,应保证工
11、件在夹具中有正确的定位、夹具对机床具有正确的相互位置关系和夹具的正确调整安装。 工艺路线 由于材料为铸件,并外形比较简单,所以做如下工艺路线:下料(铸造)人工时效处理粗精铣底面,铣R30深6槽,粗精铣54,36J6,26,20及倒角145精镗35J6至20.5钻3.8孔及铣3M4-7H深8的螺纹粗精铣上表面,外形轮廓,R50深1凹槽及倒角145铣24,9H7孔粗精铣R2.5圆弧槽以及钻4孔钻3孔通加工腰上轮廓检验清理入库 机械加工工艺卡片是在工艺过程卡片的基础上,按每道工序所编制的工艺文件,主要内容有工序简图。该工序中每个工序的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等。 机械加工
12、工艺过程卡片是以工艺为单位的,简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件。主要用于单件小批和中批生产。制定工艺规程是一项很复杂的工作,它要求技术人员从生产实际出发,理论联系实际和工人结合起来,充分利用现有的生产条件,尽可能采用国内外先进工艺,并保证良好的劳动条件。 2.3工艺规程设计说明 (1)熟悉和分析制订工艺规程的主要依据,进行零件的结构工艺性分析,确定零件制造的关键技术问题。 (2)确定毛坯,包括选择毛坯类型及其制造方法,绘制,毛坯图。计算总余量、毛坯尺寸和材料利用率等 (3)拟订工艺路线。 (4)确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及其公差,绘制工序图。 (5)选择切削用量和计算时间的定额。
13、 (6)确定各主要工序的技术要求及检验方法。 (7)进行技术经济分析,选择最佳方案。 (8)编制工艺文件。 加工工艺路线如下: 表2-1 轴承座零件加工工艺过程工序号 工序内容 工艺装备 01 铸造 02 人工时效处理 03粗精铣底面,铣R30深6槽,粗精铣54,36J6,26,20及倒角145加工中心,专用夹具,游标卡尺,铣刀04精镗35J6至图纸要求的20.5加工中心,专用夹具,游标卡尺,镗刀05钻3.8孔及铣3M4-7H深8的螺纹成加工中心,专用夹具,游标卡尺,钻头06粗精铣上表面,外形轮廓,R50深1凹槽以及倒角145加工中心,专用夹具,游标卡尺,铣刀07铣24,9H7孔加工中心,专用
14、夹具,游标卡尺,铣刀08粗精铣R2.5圆弧槽以及钻4孔成加工中心,专用夹具,游标卡尺,钻头,铣刀09 钻3孔成加工中心,专用夹具,游标卡尺,钻头10加工腰上轮廓加工中心,专用夹具,游标卡尺,铣刀11 检验 12 清洗入库2.4选择机床设备及工艺设备 工艺装备:加工中心、游标卡尺 、外径千分尺 、硬质合金立铣刀、 镗刀、硬质合金麻花钻。2.5刀具材料选择 目前广泛用的刀具材料有高速钢和硬质合金。由于零件材料为铸铁,属于难加工类零件,根据刀具的选择原则,铣刀应为硬质合金刀,根据零件加工面的要求,本零件所要用到的刀具应该是这几种:立铣刀、镗刀、麻花钻、螺纹铣刀。 从生产条件分析看,生产设备、生产批量等。本零件的加工工艺采用数控加工中心,批量为中批生产。数控加工与普通加工相比具有的优点是:工序高度集中,可减少很多复杂的工装夹具,可减少工件的装夹次数,提高劳动生产率,降低工件在装夹中的累积误差。 2.6工序集中与工序分散 工序集中:由于工序数目少、工艺路线较短。且员工操作人数较少,如用数控设备,应采用工序集中原则,保证效率,以最快的方式完成加工。 工序分散:要求员工人数、加工设备较多。该零件加工面并不多,且员工人数不多,应使工序尽量集中。 第三章 夹具设计及分析3.1夹具定位分析 考虑到本零件外形不复杂,而且所于中批量生产,采用螺栓螺母以及压板夹紧机构比较适合,它利用一套螺母与螺栓
