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1、毕 业 论 文题目 泵盖零件数控加工工艺分析及编程 姓 名 学 号 专业班级 机电一体化 指导教师 湖职院机电一体化专业毕业论文 泵盖零件数控加工工艺分析及编程 学 生： 指导教师： 摘 要本文主要讲述如何运用机电一体化技术相关专业知识对泵盖零件进行加工工艺分析，进行程序编制并利用数控加工技术使其成型。此过程通过利用泵盖的加工来加深对数控编程加工零件的认识，从而使人们能更好的更熟练的掌握数控编程，并把加工零件的全部工艺过程，工艺参数，以代码的形式记录在控制介质上，用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过程。关键词：机电一体化技术、数控技术、数控编程、加工工艺、泵盖零件加工目 录摘 要
2、I目 录II第一章 概述1第二章 零件图的工艺分析及加工工艺的制定22.1加工任务22.2加工零件的工艺分析3第三章 制定加工方案和加工工艺43.1常用加工方案43.2 加工机床的选择53.2.1 数控铣床的基本结构53.2.2 数控铣床机械结构63.3 选择切削用量73.3.1选择切削用量的原则73.3.2 泵盖零件的切削用量计算83.4加工路线9第四章 定位基准的选择和夹紧方案的确定94.1 定位基准的选择94.2 夹具与装夹方案的选择104.2.1工具的选择与装夹方案104.2.2 泵盖零件装夹方案的确定12第五章 刀具夹具选择与加工工序135.1数控加工刀具和夹具的选择介绍135.2
3、该零件加工所选刀具见泵盖零件数控加工刀具卡片14第六章 数控程序编程与加工176.1数控程序的相关介绍176.2 数控编程176.3 加工成果25第七章 设计总结26致 谢27参考文献28第一章 概述数控技术是工业自动化的一门基础技术，在工业生产中越来越得到广泛的应用。数控机床问世以来，数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展，数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要专业课程之一。数控技术是一门综合性专业技术，涉及到设计、工艺、机床、刀具、夹具、材料、数字控制、电机、检测等等。特别是CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS、它们是集设备、信息、物流、能量流与一体的综合的自动化设
4、计与制造系统，而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。数控机床和加工中心是典型的机电一体化产品，同时又是用于产品制造的机电一体化生产设备。随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，机械制造业正在发生着一场深刻的技术革命，这场革命从根本上改变了生产技术和管理技术，传统的生产设备和方法已逐渐被计算机控制的各种系统所取代，数控加工中心正以其强大的加工功能在现代机械制造业中扮演重要的角色。加工中心是按照预先编好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备，故编制数控程序在数控加工中起到非常重要的地位。用数控机床加工零件，是按照事先编制好了的数控程序自动地对零件进行加工。它是把零件的
5、加工工艺路线、刀具运动轨迹、切削参数等，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把程序单的内容输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工零件。为了能充分高效地利用数控机床的各种功能，使数控机床能按照人们事先设计的模式进行安全、可靠地工作，选择了泵体壳盖在数控机床上进行加工作为毕业设计的课题。并严格按照毕业设计的要求，进行包括数控加工工艺分析、数控刀具及其切削参数的选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数字计算、数控加工程序的编制等。另外，考虑到自动编程技术具备数学处理能力强、能快速、自动生成数控程序、后置处理程序灵活多变、程序自检、纠错能力强、便于实现与数控系统
6、的通行等特点，采用了数控加工自动编程技术进行课题制作，同时为了检验编程效果，还采用了数控仿真技术及时校验整个程序的加工效果。第二章 零件图的工艺分析及加工工艺的制定2.1加工任务 如图1所示就是我们所需加工的泵盖零件，加工该零件所需材料为铸铁。毛坯尺寸为170mm110mm30mm。该类型的泵盖零件广泛应用于汽车动力转向系统 。注: 铸件技术要求 产品材料：HT200 产品数量：小批量生产 未标注粗糙度均为12.5图1 零件图2.2加工零件的工艺分析 在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：1.零件图样尺寸标注应符合
7、编程的方便在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编程零点的设置和计算。2.零件轮廓结构的几何元素条件应充分在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。3.零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证。虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，
8、对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。4.零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。5.零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。6.零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大由于铣刀与铣削平面接触的最大直径
9、d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D一定时，圆角半径r越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强， 铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。 7.保证基准统一原则若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，往往会因为零件重新安装而接不好刀，加工结束后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不协调。因此，尽量利用零件本身具有的合适的孔或以零件轮廓的基准边或专门设置工艺孔（如在毛坯上增
10、加工艺凸台或在后续工序要去除余量上设置基准孔）等作为定位基准，保证两次装夹加工后相对位置的准确性。8.考虑零件的变形情况当零件在数控铣削过程中有变形情况时，不但影响零件的加工质量，有时，还会出现蹦刀的现象。这时就应该考虑铣削的加工工艺问题，尽可能把粗、精加工分开或采用对称去余量的方法。当然也可以采用热处理的方法来解决。所需生产泵盖零件的工艺分析：该零件毛坯尺寸为170mm110mm30mm由平面、外轮廓以及孔系组成。其中32H7mm、12H7mm和26H8mm四个内孔的表面粗糙度要求很高，为1.6m；32H7mm内孔表面对A面有垂直度要求，上表面对A有平行度要求。该零件材料为铸铁，切削加工性能
11、较好。根据上述分析，32H7mm孔、26H8mm孔与12H7mm孔的粗、精加工应分别开进行，并保证表面粗糙度要求。同时应以底面A定位，提高装夹刚度以满足32H7mm内孔表面的垂直度要求。第三章 制定加工方案和加工工艺3.1常用加工方案先粗后精这是数控机床与普通机床都采用的方案，目的是为了提高生产效率并为保证零件的精加工质量做准备。主要过程是先安排较大切削深度及进给量的粗加工工序，以便在较短的时间内将精加工前的大量余量去掉。先内后外对于车、铣及线切割机床加工特别适宜先内后外的加工方法。对既要加工内后加工外形表面。这是因为控制内表面的尺寸和形位精度等均较困难， 刀具刚性相应较差，刀尖或刀刃的使用寿
12、命受到切削热的影响而降低，以及在依据加工内容，所选机床确定定位夹紧方案。 （1）选择加工方法上、下表面及台阶面的粗糙度要求为3.2m，可选择“粗铣精铣”方案。孔加工方法的选择孔加工前，为便于钻头找正，先用中心钻加工中心孔，然后在钻孔。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。对于精度要求特别高、粗糙度值较小的表面，一般不能一次加工到规定尺寸，而要划分阶段逐步进行。该零件孔系加工方案的选择如下。A32H7mm孔，表面粗糙度为1.6m，选择“钻粗镗半精镗精镗”方案。B12H7mm孔，表面粗糙度为1.6m，选择“钻粗铰精铰”方案。C67mm孔，表面粗糙度为3.2m，无尺寸公
13、差要求，选择“钻-铰”方案。D26H8孔，表面粗糙度为1.6m，选择“钻-铰”方案。E18mm孔和610mm孔，表面粗糙度为12.5m，无尺寸公差要求，选择“钻孔锪孔”方案。F螺纹孔2M16-H7，采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法。（2）加工工艺数控机床的加工方案包括制定工序、工步及先后顺序和进给路线等内容。在数控机床的加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料、批量等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应对具体零件制定加工方案时，应具体分析并区别对待，灵活处理。只有这样，才能使加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。3.2 加工机床的选
14、择数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有很大区别。 图2 3.2.1 数控铣床的基本结构数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。锯040A型数控立式升降台铣床配有四3MA数控系统，采用全数字交流伺服驱动。该机床由6个主要部分组成即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。(1)床身床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。(2)铣头部分铣头部分由有级(或无级)变速箱和铣头两个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上保证主轴具有高回转精度和良好的刚性；主轴装有快速换刀螺母，前端锥采用1$0505锥度；主轴采用机械无级变
