《槽类零件加工工艺设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《槽类零件加工工艺设计.doc（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、贵州职业技术学院毕业设计说明书前言随着机电一体化技术的迅猛发展，数控技术的应用已日趋普及，机械制造业正越来越多的采用数控技术改善其加工方式，社会对其相应技术人才的需要也越来越高。企业急需大批既熟悉数控加工工艺，又能熟练运用类似于CAXA、Master CAM等的绘图软件绘制零件图，并编写加工程序的技术人才，特别是具备综合基础知识、解决数控技术工程实际能力的人员。数控加工使机械制造技术不断向高柔性与自动化、高精度和高效率的趋势发展。本毕业设计对大学三年，所学数控技术相关的理论知识的综合应用，在毕业之际我们需要独立进行一次，关于零件数控加工工艺流程的具体制作，是全面衡量学生掌握知识并得以熟练运用的
2、过程，也是巩固所学的知识，提高解决实际工程技术的能力。本次设计的课题是槽类零件的加工工艺设计，根据原始资料（图纸），分析零件的结构工艺性；确定零件毛坯的制造方法；拟定零件的加工工艺路线，计算相关工序的加工余量，切削用量及工时，填写机械加工工艺卡片；拟定合理的零件加工装夹方式并绘制零件图。主要是能独立编制任意零件的加工工艺、具备独立解决工程技术问题的能力和熟练应用计算机绘图软件的能力。通过本次毕业设计，使我们加强所学知识的再现与巩固，能合理选择加工工艺过程和操作方法，以及在制订工艺规程时，需要制订合理的工艺路线，即确定工艺过程的总体布局。本次毕业设计能为我们继续从事数控行业打下一定的基础。目录前
3、言 1摘要 4第一章 零件工艺分析 51.1 零件图工艺分析 51.2 选择毛坯 61.3 加工工艺分析 7第二章 使用CAXA制造工程师绘制零件图9 2.1CAXA制造工程师绘图软件简介9 2.2长方体实体绘制 9 2.3槽的拉伸除料10 2.4S型中央孤岛的生成 11 2.5孔的拉伸除料12 2.6柱形沉孔的绘制122.7零件底面环形孤岛的绘制13第三章加工工艺路线设定153.1平面、轮廓区域的加工轨迹生成153.2S型中央孤岛加工轨迹生成 173.3钻孔的加工轨迹生成 183.4底面环形中央孤岛的加工轨迹生成 21第四章程序校验（G代码的生成） 23 4.1平面、轮廓区域和S型中央孤岛G
4、代码生成23 4.2孔的G代码的生成25 4.3 底面环形中央孤岛加工程序的生成26结论30致谢词31参考文献32摘要：为保证轴类零件的高精度要求，本设计针对零件进行了工艺分析、尺寸计算、程序编写以及数控轨迹仿真，制定了正确的工艺方案，包括：装夹方案和工艺路线，选择合理的刀具和夹具，并能利用数控仿真轨迹进行验证。实现了数控机床的自动化、智能化、高精度、快速度等功能。数控加工制造技术正逐渐得以广泛的应用，在零件加工之前，进行工艺分析、编程设计具有非常重要的作用。本文通过对典型槽类零件数控加工工艺的分析，制定出了一般零件设计加工工艺过程，对于提高产品质量和实际生产，具有一定的指导意义。对于数控加工
5、工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。本次设计主要针对槽类零件的加工进行工艺分析，此零件由圆弧、岛屿、圆孔、凹槽、凸台等组成。根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要3种刀具，分别为立铣刀、镗刀、钻头。针对零件图图形进行编制程序，此类零件为槽类零件，轮廓有直线、孔、圆弧等组成。在加工槽时应满足刀具能切削到最小的槽的过渡间隙，或者小于等于中央孤岛的所切圆弧半径，先槽后钻孔的加工顺序，以免产生过切或者无法切削。关键字: 零件工艺分析、CAXA绘图、走刀路线的选择、切削用量的选择、加工轨迹生
6、成、编程 第一章 零件工艺分析1.1零件图工艺分析分析研究产品的零件图，对于零件图的分析与研究，主要是熟悉产品的性能、用途和工作条件，明确各零件在产品中的相互关系及作用，了解零件图上各项技术条件制订的依据，找出主要的技术问题，从而制订正确合理的工艺规程奠定基础。（1）零件图的完整性与正确性分析:零件图的视图应齐全、正确、表达清楚、符合国家标准，尺寸与有关技术要求应标注齐全，几何元素（点、线、面）之间的关系（如相切、相交、垂直、平行等）明确。运用计算机辅助软件CAD绘制零件图，具体槽类零件图如图1-1所示图 1-1 零件图（2）零件技术要求的分析：零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度
7、、表面粗糙度及热处理等，这些要求在保证零件使用性能的前提下应经济合理。零件图1-1的技术要求：尺寸各偏差均为0.02mm，未标注表面粗糙度均为2.3m，热处理则采用正火处理。（3）尺寸标注方法分析：零件图上的尺寸标注方法有局部分散法、集中标注法等。在数控机床上加工零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证使用性能的前提下，可不必局部分散标注，应集中标注或以同一基准标注（标注坐标尺寸），既有利于编制程序，有利于设计基准、工艺基准与编制的程序的原点统一。（4）零件材料分析：在满足零件功能的前提下应选用廉价的材料。材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重金属及紧缺材料。1-1零件图所选材料，为含碳量c%=0
8、.45%的优质碳素结构钢。1.2毛坯选择毛坯的选择主要是确定毛坯的类型，毛坯的种类有铸件、锻件、型材、冲压件及焊接件等。毛坯的形状和尺寸越接近零件，毛坯的精度越高，机械加工余量越小，则材料消耗越少，因而可以降低成本，但是毛坯的制造费用会提高。因此，选择毛坯的类型要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得最佳的经济效益。在具体选择毛坯时要考虑下列因素。（1）零件的材料：当材料选定后，毛坯的类型也就基本确定了。例如，当零件材料为钢质件，则选锻件或型材；若零件的材料为铸件或铸钢、铸铝合金、铝镁合金等，则选铸造毛坯。（2）零件的力学性能：若零件的力学性能要求高，应选择锻件；若力学性能要求不高，应选择
9、型材或铸件。（3）生产类型：大批量生产应选用精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，如铸件采用金属造型或精密铸造方法；锻件采用模锻。这样，可以提高劳动生产率，缩短生产周期。单件、小批量生产可采用砂型铸造或自由锻造毛坯、型材等。综上所述，本设计的毛坯选择尤为重要。首先，所选材料含碳量在0.25%c0.60%中碳钢之间，c%=0.45%的优质碳素结构钢，这类钢因含有害杂质较少，其强度、韧性、塑形均比碳素结构钢好，综合力学性能优良，宜承受力较大的零件，主要用于制造重要的机械零件。其次，适当的热处理可以对机械零件经过铸造、锻压、焊接等工艺后，存在的内应力、组织粗大、不均匀、偏析等缺陷得以改善。因此，为了满
10、足工艺要求，故采用正火处理。作为中碳钢的预备处理，中碳钢正火后，组织均匀，晶粒细化，可改善切削性能，减小淬火时的变形、开裂倾向。用普通退火虽然也能达到这种目的，但效率低。最后，毛坯制造方法的选择，根据零件生产效率考虑，类似于这样成批大量生产的毛坯，采用模锻的锻造方法获得。由于模膛对金属坯料的限制，最终得到与模膛形状相符的锻件。模锻主要特点：生产效率高、易于机械化，可成大量生产；锻件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以减少机械加工余量和余块的数量，节省材料和加工工时。最后采用模锻模膛，其作用是使坯料更接近于锻件的形状和尺寸，使金属更容易充满模膛，模膛的尺寸设定为1027242mm。1.3加工工艺分析
11、数控加工程序编制方法有手工（人工）编程和自动化编程之分。手动编程的。此槽零件的复杂和要求精度极高，加工中心加工零件的表面无外乎平面、轮廓、曲面、孔和内螺纹等，故采用软件自动化编程，选择机床为加工中心进行数控加工。对此槽零件我们采用平口钳对毛坯进行装夹，并且此零件为完整的一个零件，需要两次对刀和装夹。刀具选择、切削余量和加工余量等详情会在CAXA模拟仿真中具体介绍。数控加工工艺卡如表1-1所示。表1-1 数控加工工艺卡在切削过程中，合理的使用切削液（或冷却润滑液），可以减小刀具与切屑、刀具与加工表面的摩擦，降低切削力和切削温度、减小刀具磨损、提高加工表面质量。其四大基本性能：冷却性能、润滑性能、
12、清洗性能、防锈性能。常用切削液的分类有水溶液、切削油、乳化液三大类。水溶液，主要成分是水，冷却性能好，若配成透明状液体，还便于操作者观察。但钝水易使金属生锈、润滑性能差，故使用时常加入适当的添加剂，使其保持冷却性能，有良好的防锈性能和一定的润滑性能。切削油的主要成分是矿物油（如机油、轻柴油、煤油）、动物油（猪油、豆油等）和混合油，这类切削液的润滑性能好。鉴于本零件的生产选择乳化液为宜，原因乳化液是用95%-98%的水将由矿物油、乳化剂和添加剂配制而成的乳化膏稀释而成，外观呈乳白色或半透明，具有良好的冷却性能。因含水量大，润滑、防锈性能差，常加人一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂，配制而成极压
13、乳化液或防锈乳化液。使用方法，尽量接近切削区进行浇注达到带走切屑、冷却、防锈和润滑的作用。第二章使用CAXA制造工程师绘制零件图2.1CAXA制造工程师绘图软件简介CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。CAXA制造工程师基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松学习和操作，并且价格较低。CAXA制造工程师可以生成35轴的加工代码，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。不仅仅是一款高效易学，具有很好工艺性的数控加工编程软件，CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、体验一体化的全面
14、解决方案。2.2长方体实体绘制（1）打开CAXA制造工程师工作界面，并在XY平面创建草图0，运用矩形命令，绘制出100mm70mm的矩形，如图2-1所示。图 2-1草图的绘制（2） 使用绘图工具曲线过渡对矩形进行倒5mm的圆角，然后使用命令拉伸生成厚为40mm的实体，如图2-2所示。图 2-2实体的生成2.3槽的拉伸除料（1）在xoy平面创建草图2如图2-3所示，然后进行实体边界的拾取边界，如右下图所示。 图 2-3（2）使用等距对每一条边界进行等距10mm，然后对于整个矩形区域进行倒4mm的圆角，然后左右两条边界向内再次等距7.5mm和x轴相交作为圆心画圆，即槽内圆弧的所在圆，再进行掉不要的线段，并拉伸除料得深度为18mm的凹槽如图2-4所示。图 2-4 凹槽的拉伸除料2.4S型中央孤岛的生成（1）同样在槽底部创建草图2，运用直线命令绘制出过圆心的两条正交直线，经过等距找到交点，并将所要交点作为起点、终点用圆弧命令中的绘制如图2-5所示的中央孤岛的圆弧图形 。图 2-5 中央孤岛的尺寸图（2）对两端的尖角进行倒0.01mm圆角的处理，以便为下一步的和实体的拉伸做准备，
