“旋钮型腔模”数控专业方向课程设计说明书

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1、数控专业方向课程设计说明书 “旋钮型腔模”零件数控加工工艺课程设计 院（系） 机电工程系 专 业 机械工程及自动化 班 级 2008级机械6班 学生姓名 毛景文 指导老师 牛吉梅 2011 年 12 月 30 日课 程 设 计 任 务 书兹发给 2008级机械6班 班学生 毛景文 课程设计任务书，内容如下：1 设计题目： “旋钮型腔模”零件数控加工工艺设计（生产纲领： 件） 2 应完成的项目：（1）熟悉零件图样，绘制标准零件图及毛坯图（或装夹简图）一份。 （2）制定工艺规程并填写工艺文件1套（零件加工过程卡1份） （3）编写加工程序。 （4）撰写说明书。 3 参考资料以及说明：（1）罗春华.数

2、控加工工艺简明教程M.北京：北京理工大学出版社，2010 （2）翟瑞波，数控加工工艺M，北京：北京理工大学出版社， 2010 （3）赵长明. 数控加工工艺及设备 M.北京：高等教育出版社出版社，2008 （4）符炜.实用切削加工手册M.长沙：湖南科学技术出版社，2003 （5）张秀珍 冯伟.数控加工课程设计指导M 北京：机械工业出版社，2010 4 本设计任务书于2011年 12月 26日发出，应于2012年1月 11日前完成，然后进行答辩。指导教师 签发 2011 年12 月 日课程设计评语：课程设计总评成绩：指导教师签字：年 月 日摘 要以旋钮型腔模为载体，运用PRO/E，AUTOCAD,

3、 SolidWorks，UG，CAXA等软件建模，并生成刀具轨迹和加工程序，实现旋钮型腔模的自动加工。运用CAXA制造工程师能够方便灵活地进行零件的三维建模或转换，可以准确快捷地完成零件的数控加工并生成加工程序，免去繁琐的计算，提高了工作效率，缩短了生产周期。关键词：CAXA制造工程师；建模；数控加工；旋钮型腔模目 录摘 要3第一章 绪论51.1前言61.2课程设计目的及意义7第二章 零件“旋钮型腔模”工艺分析及设计72.1工件毛坯图样分析72.2零件图工艺分析72.2.1三视图（零件图）72.3选择加工机床92.3确定装夹方案102.3.1定位方式分析102.3.2夹具类型的选择102.3.

4、3装夹图12第三章 确定加工顺序13第四章 刀具与切削用量的选择154.1刀具的选择154.2切削参数的选择17第五章 数控铣削加工工序卡片19第六章 工件实际加工206.1工件的装夹与找正206.2对刀与对刀方法206.2.1对刀点的确定206.2.2对刀的方法216.2.3 用试切的方法确定刀具和与工件的相对位置216.3零件模拟加工的过程22第七章 数控加工程序257.1加工工件毛坯上表面的加工程序257.2精加工型腔凸台的外轮廓的加工程序267.3钻四个孔径为20mm的底孔加工程序27第八章 设计总结27第九章 参考文献30参考文献附件第一章 绪论随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速

5、发展，数控技术也在不断的革新和发展。虽然我国在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高尖的数控装备的技术水平有扩大的趋势。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制照技术已成为世界各国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。本设计说明书是通过参考数控编程与加工技术、机械制造技术、数控机床、数控原理及应用、公差配合与测量技术等，并利用计算机辅助设计CAD、CA

6、M软件，通过WORD文字处理器完成此设计。1.1前言随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，数控技术也在不断的革新和发展。虽然我国在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高尖的数控装备的技术水平有扩大的趋势。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制照技术已成为世界各国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。本设计说明书是通过参考数控编程与加工技术、机械

7、制造技术、数控机床、数控原理及应用、公差配合与测量技术等，并利用计算机辅助设计CAD、CAM软件，通过WORD文字处理器完成此设计。1.2课程设计目的及意义 通过本课程设计的训练，使学生在完成数控机床及金属切削机床的结构课程学习之后，让学生能够运用所学的知识，独立完成数控机床传动系统的设计，从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的分析、设计能力，同时巩固金属切削机床课程的部分知识。运用所学理论及知识，进行数控机床部分机械结构设计，培养学生综合设计能力；掌握数控机床传动系统的设计方法和步骤；掌握设计的基本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。第二章 零件

8、“旋钮型腔模”工艺分析及设计2.1工件毛坯图样分析毛坯尺寸为160mmX120mmX38mm,材料为45钢经过调质处理，工件最终加工尺寸为160mmX120mmX30mm，毛坯上表面有8mm左右的余量。2.2零件图工艺分析2.2.1三视图（零件图）图1-1剖视图 图1-2俯视图该零件的加工部位包括型腔槽、正六边形和圆柱凸起、倒角、通孔及曲面，其几何形状以二维形状平面为主，少量三维曲面。通过对图纸的分析得到如下结果：此毛坯尺寸为160mm120mm38mm，而零件外轮廓尺寸也是160mm120mm30且其粗糙度为Ra1.6。且长度方向侧面对宽度方向侧面和底面的垂直度公差都为0.04。达到了尺寸精

9、度和表面粗糙度的要求，要加工的要上表面以及封闭槽和里面的正六边形，还有四个孔。从图中看出四个孔的相对位置精度要求比较高为0.02，要保证尺寸精度有一定的难度。且四个孔的表面粗糙度为Ra1.6，尺寸大小精度也为0.02,内轮廓中型腔的尺寸精度偏差为JS9,要求较高。从零件图的完整性与正确性和尺寸精度，形状精度，位置精度，表面粗度等加工的要求来看。该零件可采用粗铣-精铣方案，除了四个孔以外。2.3选择加工机床 由于上表面上的全部孔，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、钻、半精镗、精镗等工步，所需刀具不超过10把。选用VMC650加工中心即可满足上述要求。该机床

10、工作台尺寸为420mm800mm，x轴行程为650mm， y轴行程为400mm，z轴行程为480mm，主轴端面至工作台台面距离为80560mm，定位精度和重复定位精度分别为0.01mm和 0.005mm,刀库容量为16把,机床最大承载重量为400kg加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床。可使工件在一次装夹后，自动连续完成铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹、切槽等多工序加工，如果加工中心带有自动分度回转工作台或者主轴箱能自动改变角度，还可使工件在一次装夹后自动完成多个平面的多工序加工。因此，加工中心除可加工各种复杂曲面外，特别使用于各种箱体类和板类等复杂零件的加工。与其他机床相比，加工中心

11、大大缩短了工件装夹、测量和机床的调整时间。缩短工件的周转、搬运和存放时间，使机床的切削时间利用率高于普通机床的3-4倍；具有较好的加工一致性，并且能排除工艺过程中人为干扰因素，从而提高了加工精度和加工效率，缩短生产周期；此外，加工中心机床解决了刀具问题并具有高度自动化的多工序加工管理，它是构成柔性制造系统的重要单元。本设计选用FANUC-0i-TC系统VMC650数控加工中心。2.3确定装夹方案2.3.1定位方式分析在机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工具必须定位。工件的定位是通过工件的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触来

12、实现。1对定位元件的要求：（A）足够的精度；（B）足够的强度和刚度；（C）耐磨性好；（D）工艺性好。 2.由于加工零件属于长方体，所以可以运用六点定位原则定位。由于四周和底面已付合要求,以四周和底面为基准加工上表面，当达到精度要求后在加工其它的轮廓。因此，根据以上原则和图纸分析，此零件加工时首先以底座和侧面为基准加工上表面。此零件的定位基准和定位基面重合且都在零件的两侧面上。此零件采用三面定位，即底面、两侧面。2.3.2夹具类型的选择 加工中心工作台面上有标准的T型槽、转台中心定位孔、工作台侧面基准定位元件。加工中心的夹具就利用这些定位元件实现夹具在工作台上的定位。为了保证定位的准确可靠，夹具

13、底部的粗糙度应不低于Ra3.2m,平面度在0.010.02mm。加工中心的定位夹具要有高的切削刚性以承受较大的切削力。加工中心的夹具的开放性要好，以保证加工中心上的各种刀具、刀柄等的运动空间，钻夹头、弹簧卡片、镗刀杆等很容易与夹具发生干涉，要特别注意。零件四周都需要进行加工时，夹具的设计与选用难度较大，往往要在零件的内部进行夹紧与定位。加工中心用夹具要保证零件的最小变形，夹紧点尽量靠近支撑点。如果不能保证零件的变形要求，就要在工艺上采取相应的对策，例如将粗、精加工分开，而且在程序设计时，在精加工前加上机床暂停指令，操作者可以适当减小夹紧力，并使零件有时间发生应力松弛，从而减小精加工时的变形。对于批量不大又经常变换品种的零件来说，组合夹具与成组夹具是一个适当的选择。组合夹具的精度满足零件加工精度的要求。由上述综合分析及本零件的特点可知，此零件装夹时选用平口虎钳夹紧最合适。2.3.3装夹图图3-1第三章 确定加工顺序加工顺序的确定是拟订工艺路线的中关键的一步，对零件加工质量、生产效率和成本有决定性的影响，也是制订工艺规程中最关键的一步