梅花槽配合件数控加工工艺设计

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1、东莞职业技术学院毕业设计梅花槽配合件数控加工工艺设计学生姓名：XXX号：年级专业： 11 数控一班指导教师： 林 XX系 部： 机电工程系广东东莞提交日期： 2013年 4月指导教师评语签名：日期：成绩（注：成绩评定请按优、良、中、及格、不及格五级评定）开题报告1、梅花槽配合件数控加工工艺设计毕 业 设 计 预 期 目 标 及（1）首先分析零件的结构，梅花槽配合件是属于形状比较复杂的工件，故应该对工件的 设计尺寸、加工精度要求、以及工艺过程的走刀路线要特别的注意.（2）编制合理的数控加工工艺。明确加工内容及技术要求,在此基础上确定零件的加工 方案，制定数控加工工艺路线,如工序的划分、加工顺序的

2、安排、零件的定位与夹具的选 择、刀具的选择、切削用量的确定、对刀点换刀点的合理选择等。（3）通过MASTERCAM辅助设计软件把零件图绘制好，并根据加工工艺路线编制加工顺 序，编好刀路仿真模拟后通过后处理转化为加工程序，并将加工程序输入到数控铣床上 进行加工。2论文构成及研究内容1）零件图1张，毛坯图1张。2）数控加工工艺过程卡3张，工序卡4张。3）设计说明书1份。工作 方 案目录1 前言 错误!未定义书签。2 零件的结构工艺性分析 错误!未定义书签。2.1 零件的形状分析 62.2 零件的加工表面分析 92.3 零件的材料分析 92.4毛坯的形状与尺寸的选择 93 零件工艺路线的设计 103

3、.1 定位基准的选择 103.2 选择加工方法 103.2.1上、下、侧表面及台阶面加工方案的选择 103.2.2孔加工方案的选择 103.3 确定装夹方案 113.4 确定加工顺序及走刀路线 113.5 刀具的选择 113.6切削用量 123.7机床的选择 154 数控加工程序的编制 154.1编程零点的设置 154.2 数控加工程序的内容 154.2.1零件1的反面加工刀具路径 154.2.2零件1正面加工刀具路径 174.2.3零件2的反面加工刀具路径 194.2.4零件2的正面加工刀具路径 204.3 加工结果分析与总结 22参考文献 24致 谢 25附录1 梅花槽配合件数控加工工序卡

4、片 26附录2 梅花槽配合件数控加工工艺过程卡 30梅花槽配合件数控加工工艺设计作 者：XXX指导老师：林 XX（东莞职业技术学院 2011级数控，东莞 523808）摘 要：随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快， 数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的 竞争，其实质是数控技术的竞争，因此掌握好数控加工工艺设计成为了当今社会主流。本论文 通过研究梅花槽配合件的数控加工工艺，巩固加深对所加工零件的工艺分析、拟定工艺路线、 设计加工工序等数控加工工艺知识的掌握。主要设计内容有：绘制零件图、三维建模；完成该 零件的工艺规程（

5、包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）；编制该零件的数控加工程序和用数 控加工中心完成零件的加工，最后对加工后的零件测量分析和总结。本设计的重难点是如何设 计好的工艺，如何定位零件在加工中的装夹，来保证加工后零件达到所要求的精度。关键词：数控加工工艺；数控加工程序；加工精度1、前言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，他对国计民生的一些重 要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业 所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。数控加工技术在现代制造业中起着越来 越重要的作用，加工技术和装

6、备就是人类生产活动的最基本的生存资料，而数控加 工技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。许多企业都大量引进数控设备, 以提高自身产品的加工质量和生产效率。当今世界各国制造业广泛采用数控技术， 以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。2零件的结构工艺性分析2.1 零件的形状分析由图样可知，梅花槽配合件主要由平面、内外轮廓、孔系组成，内外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，零件尺寸中等，形状结构并 不复杂，尺寸精度要求较高，使用的刀具较多。. |-.-i I*f.AJ匸笔件盘.和宰门哎1:的亍嘟形砂己创可伍为4 Q施 却z虬）的尺:r配台為山轴）时 丸雜

7、於差尺寸強脯如-“：剖面丄!tw?jJ: ?曰期-厂牙白云诃恙-H r零件1主要的加工内容有平面、外轮廓、通孔，正面有两个23mm xl8mm的 矩形槽（其周边为R5mm的圆角）、一个梅花凹槽、两个24mmx 8mm倒R4mm角 的台阶以及外轮廓；反面有一个82mmx60mm的矩形槽（其周边为RIOmm的圆 角）、一个40mmx43.60mm的矩形槽（其周边为RlOmm的圆角）、四个010mm通孔。图2-1梅花槽配合件零件1图冒itLUirsrkr7!削面考核要求.零甘和專件换.師形首配合|锦制翻岔 缈处）工下准用囚布及挫瞬幔呻税面可滴理毛利J $ $主辻徨:尺啊 ffffflCL + ff-

8、土宜边怕帝期工耳件2圈北rWSW-3役对广东吉站院图2-4梅花槽配合件零件2图图2-5梅花槽配合件零件2正面造型图零件2主要的加工内容有平面、内轮廓、通孔，正面有两个18mmxl5mm倒 R12和R4角的凸台、一个梅花凸槽、两个Q10mm的通孔、两个M12的孔以及内 轮廓。2.2 零件的加工表面分析上、下、侧表面的粗糙度要求为Ra 1.6, 一般铳削不能达到所要求的精度要 求，可以选择在磨床上加工，但因为设施不具备，所以只能选择用平底立铣刀面 铣“粗铣精铣”方案。其他表面一般铣削就可以达到要求。2.3 零件的材料分析本次加工的零件材料为45号钢，45号钢为最常用中碳调质钢，硬度不高易 切削加工

9、，强度较高，塑性和韧性尚好，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时 易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。45号钢广泛用于 机械制造，这种钢的机械性能很好。45号钢材料在为淬火之前材料性能相对较粘，很容易造成沾刀、表面划伤。 尽量做好冷却，加工时切削液要保证充足。钢材交货状态硬度HBS10/3000,W未热处理钢:229钢材交货状态硬度HBS10/3000,W退火钢：197主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生 裂纹。2.4 毛坯的形状与尺寸的选择零件的尺寸大小为长X宽X高(118mm X 79mm X 25mm)，零件的形状为规 则的长方体，所以毛坯

10、的形状和尺寸也应参考零件来选择。毛坯的零件的尺寸为 长 X 宽 乂高(120mm X 80mm X 30mm )。图 2-6 毛坯的尺寸图3零件工艺路线的设计3.1定位基准的选择定位基准选择的思路是：首先考虑选择以哪一组表面为精基准定位，能确保 工件的位置精度。然后考虑选择以哪一组表面为粗基准定位,加工出精基准表面。该零件1 和零件 2 在铣完一面后都需重新安装铣削另一面，由于数控加工铣 削时不能使用通用铣床加工时常用的试切方法来接刀,往往会因为零件的重新安 装而接不好刀,这时,最好就需采用统一基准定位,根据该零件1 的特点,为了 保证梅花凹槽和背面矩形槽的精度,从背面装夹先加工槽,形状位置较

11、容易保证, 因此选择反面作为加工的基准,进行孔加工及另一面加工。而零件2加工内容都 在正面,因此也是先背面装夹,先加工背面,以其作为正面加工基准。3.2选择加工方法3.2.1 上、下、侧表面及台阶面加工方案的选择上、下表面的粗糙度要求为Ra 1.6，可选择“粗铳一一精铳”方案。3.2.2 孔加工方案的选择孔加工前,方便于钻头引正,先用中心钻加工中心孔,然后再钻孔。内孔 表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精 度较高、粗糙度Ra值较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分 加工阶段逐步进行。该零件的孔系加工方案的选择如下：、Q 10+0.04mm孔，表面粗

12、糙度Ra为3.2，选择“中心钻一钻一扩方案。0、M 12mm孔，选择“中心钻一钻一扩一攻丝方案。3.3确定装夹方案在数控机床上加工零件时,定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹 紧方案.力求设计、工艺和编程计算的基准统一。尽量减少装夹次数，尽可能在 一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。零件的装卸要快速、方便、可靠，以 缩短机床的停顿时间。该零件毛坯的外形规则，因此在加工上下表面、台阶面及孔系时，应该用规 则的铝块垫稳，用平口虎钳夹紧；加工反面时，规则铝块的位置不移动，以保证 形状和尺寸达到要求，还要控制加工中的变形；加工正面时，规则铝块的位置不 移动。以确保保证正正面加工内容的位置关系。3

13、.4确定加工顺序及走刀路线根据基面先行、先面后孔、先粗后精的原则:零件1铳下表面f铳削外表面f、82mmx 60mm和40mmx43.60mm的槽f梅花 槽f反转装夹工件f铳上表面f外形f两个23mm x18mm的凹槽f两个 24mmx8mm 的台阶f 4x10+0.04mm 4x10+0.04mm 4x10+0.04mm孔f 精修外轮廓 000曲面。零件2铳下表面f铳削外表面f反转装工件f铳上表面f挖出内轮廓(18mmx 15mm的凸台以及梅花槽f铳两边凸台f 2x10+0.04mm孔f02 x M 12mm孔f精修凸台曲面。3.5刀具的选择本次加工的零件材料为45号钢，45号钢为优质碳素结

14、构用钢 ,硬度不高易 切削加工, 基于零件材料等因素的考虑，采用以下的刀具选用：平底立铣刀的材料为超硬高速钢，球刀、铰刀的材料为高速钢。、零件上、下表面采用平底立铳刀加工，根据侧吃刀量选择铳刀直径，使 铣刀工作时有合理的切入/切出角；且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度， 以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。(2)、台阶面及其轮廓采用平底立铳刀加工，先用Q 16mm的平刀粗加工，再用 8mm或 6mm的刀精加工。、曲面加工采用球刀加工，刀具半径R也受轮廓最小曲率半径限制，取 R=6mm 。、孔加工的刀具直径根据加工余量和孔径确定。 所选刀具及其加工表面见表梅花槽配合件数控加工刀具卡片。表3-1梅花槽配合件数控加工刀具卡片产品名称或代 号零件名称梅花槽配 合件零件图号序 号刀具号刀具加工面备注规格名称数量1T0116mm平底立铣刀1铣削上下表面、槽及轮廓2T028mm平底立铣刀1铣削槽、平面、轮 廓以及扩10 mm 和M12孔3T03 6mm平底立铣刀1铣削槽、平面以及 轮廓6T043mm中心钻1钻中心孔7T05 9.8mm麻花钻1钻10 mm和M12孔8T06 6mm球刀1曲面加工编制审核