数控机床应用调查、数控加工工艺分析-学生论文机械专科.doc

机械制造与自动化专业综合实训报告马莉莎第一部分：数控机床应用调查一、 品正数控深孔钻床外型及简介品正数控深孔钻床外型如图1-1 图1-1品正数控深孔钻床简介：深孔钻 : 自1982年生产以来， 一直占据生产的重要位置。 现市场对模具生产交期需求迫切， 深孔加工机快捷，便利， 不需要铰孔， 一步到位， 成了不可或缺的工具。更兼投资回收成本快速， 是抢占市场的利器。 二、深孔钻在设计上的优点合運水道，熱流道，頂針孔，油泵深孔，軋輥孔等深孔加工。 敝司深孔钻在设计上有以下的优点 :1. 工作台， 底座机身， 立柱， 升降台， 全部 FC30铸铁成型， 加工时达至最佳的吸震效果。 2. 床身工作台底座一体成型， 结构一致， 筋骨强壮， 没有立柱与工作台分开的设计。3. 滑轨， 工作台导轨， 采用V型导轨， 保证准确的导向性， 无方轨之侧间隙。滑动时无蛇行现象， 亦能维持滑动之顺畅。在强压下承载座与滑动座更紧密结合。两者接触而能平均受力。长时间运动能维持稳定之动静态精度， 而能达到增长机件寿命及提高加工品质。 4. 滑轨经热处理研磨， 更能保证耐用与刚性。 5. 采用良好的油压泵设计， 控制流量与压力， 确保使用寿命。 6. 另外更采用CNC 换刀系统装置， 只用轻轻按下控制键， 气动锁刀系统。 更换刀具方便。 7. 纸带与磁铁过滤装置， 能将钢材加工中铁屑与切削油废弃的微量元素过滤， 循环再用。三、品正深孔钻规格表 深孔钻规格表 型号MGD-813 MGD-1015 MGD-1520 MGD-1525 Table (单位 mm) 工作台尺寸400x1500 600x2000800x2300 800x2800 作业面积 1300x600x800(z1)x400(z2)1500x600x1000 2000x1000x15002500x1000x1500 T型槽 18mmx63mmx522x34x5 22x34x7 22x34x7 主轴 主轴进给行程 800100012501500主轴进给速度 (mm/min) 20-5000mm主轴直径 120 主轴端至台面距离 70 mm 电动机 主轴(kw) 7.5kw磁力分离器(W) 25W 纸带过滤器25W 铁削排除机 (W) 0.375油压泵 10HPx6P润滑油泵 150Wx2加工能力 加工深度 800100012501500钻孔能力 3-25mm(32)油压系统 切削油桶 (L) 1800LT高压泵压力 (kg/cm2 ) 0-120 高压泵吐出量 (L/min) 5-70最大载重 (kg) 1000300050007000机械净重 (kg) App.9000 App.10500App.14500App.16500占地面积App.3125x2046App.5000x5000App.5500x5500App.6000x6000第二部分：数控加工工艺分析要求：能够根据图纸的几何特征和技术要求，运用数控加工工艺知识，选择加工方法、装夹定位方式、合理地选择加工所用的刀具及几何参数，划分加工工序和工步，安排加工路线，确定切削参数。在此基础上，能够完成中等复杂零件数控加工工艺文件的编制（至少两个零件的工艺分析）。一、平面凸轮零加工工艺分析加工平面凸轮零件上的槽与孔，外部轮廓已加工完，零件材料为HT200。图2.11、零件图工艺分析 凸轮槽形内、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，凸轮槽侧面与、两个内孔表面粗糙度要求较高，为Ra1.6。凸轮槽内外轮廓面和孔与底面有垂直度要求。零件材料为HT200，切削加工性能较好。 根据上述分析，凸轮槽内、外轮廓及、两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。2、确定装夹方案 根据零件的结构特点，加工、两个孔时，以底面A定位（必要时可设工艺孔），采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔”方式定位，既以底面A和、两个孔为定位基准。3、确定加工顺序及走刀路线 加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用做定位基准的、两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工分开，其中、两个孔的加工采用钻孔粗铰精铰方案。走刀路线包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削。深度进给有两种方法：一种是在XOY平面（或YOX平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。4、刀具选择 根据零件特点选用8把刀具，如下表：序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长/mm1T015中心钻1钻5mm中心孔2T0219.6钻头14520孔粗加工3T0311.6钻头13012孔粗加工4T0420铰刀14520孔精加工5T0512铰刀13012孔精加工6T0690倒角铣刀120孔倒角1.5457T076高速钢立铣刀120粗加工凸轮槽内外轮廓R0.58T086硬质合金立铣刀120精加工凸轮槽内外轮廓5、切削用量选择 凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.1铣削余量，精铰、两个孔时留0.1铰削余量。主轴转数是1000r/min。二、轴类零件的加工工艺分析一渗碳主轴（如图2-2），每批40件，材料20Cr，除内外螺纹外S0.9C59。渗碳件工艺比较复杂，必须对粗加工工艺绘制工艺草图（如图）。主轴加工工艺过程工序工种工步工序内容及要求机床设备（略）夹具刀具量具1车按工艺草图车全部至尺寸工艺要求：（1）一端钻中心孔2。（2）1：5锥度及莫氏3内锥涂色检验，接触面60%。（3）各需磨削的外圆对中心孔径向跳动不得大于0.1CA6140莫氏3号铰刀莫氏3号塞规1：5环规检查2淬热处理S0.9C593车去碳。一端夹牢，一端搭中心架车端面，保证36右端面台阶到轴端长度为40修钻中心孔5B型调头车端面，取总长340至尺寸，继续钻深至85，60倒角检查4车一夹一顶CA6140车M301.56g左螺纹大径及30JS5处至30车25至25、长43车35至35车砂轮越程槽5车调头，一夹一顶车M301.56g螺纹大径及30JS5处至30车40至40车砂轮越程槽6铣铣19二平面至尺寸7热热处理HRC598研研磨二端中心孔9外磨二顶尖，（另一端用锥堵）M1430A粗磨40外圆，留0.10.15余量粗磨30js外圆至30t（二处）台阶磨出即可粗磨1:5锥度，留磨余量10内磨用V型夹具（30js5二外圆处定位）M1432A磨莫氏3内锥（重配莫氏3锥堵）精磨余量0.20.2511热低温时效处理（烘），消除内应力12车一端夹住，一端搭中心架钻10.5孔，用导向套定位，螺纹不攻Z2027调头，钻孔5攻M66H内螺纹锪孔口60中心孔调头套钻套钻孔10.525（螺纹不改）锪60中心孔，表面精糙度0.860锪钻检查13钳锥孔内塞入攻丝套攻M126H内螺纹至尺寸14研研中心孔Ra0.815外磨工件装夹于二顶尖间精磨40及3525外圆至尺寸磨M301.5M301.5左螺纹大径至30半精磨30js5二处至30精磨1:5锥度至尺寸,用涂色法检查按触面大于85%1:5环规16磨工件装夹二顶尖间，磨螺纹磨M301.56g左螺纹至尺寸M331.5左环规磨M301.56g螺纹至尺寸M331.5环规17研精研中心孔Ra0.418外磨精磨、工件装夹于二顶尖间M1432A精磨2-30至尺寸,注意形位公差19内磨工件装在V型夹具中，以130外圆为基准，精磨莫氏3号内锥孔（卸堵，以230js5外圆定位），涂色检查接触面大于80%,注意技术要求“1”“2”MG1432A检查20普清洗涂防锈油，入库工件垂直吊挂该轴类零件加工过程中几点说明：1采用了二中心孔为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。2该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以二中心孔为定位基准粗车外圆，又以粗车外圆为定位基准加工锥孔，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。3号莫氏圆锥精度要求很高。因此，需用V型夹具以230js5外圆为定位基准达到形位公差要求。车内锥时，一端用卡爪夹住，一端搭中心架，亦是以外圆作为精基准。3半精加工、精加工外圆时，采用了锥堵，以锥堵中心孔作为精加工该轴外圆面的定位基准。 对锥堵要求： 锥堵具有较高精度，保证锥堵的锥面与其顶尖孔有较高同轴度。 锥堵安装后不宜更换，以减少重复安装引起的安装误差。 锥堵外径靠近轴端处须制有外螺纹，以方便取卸锥堵。4主轴用20Cr低碳合金钢渗碳淬硬，对工件不需要淬硬部分发（M301.56g左、M301.56g、M126H、M66H）表面留2.53mm去碳层。5.螺纹因淬火后，在车床上无法加工，如先车好螺纹后再淬火，会使螺纹产生变形。因此，螺纹一般不允许淬硬，所以在工件中的螺纹部分的直径和长度上必需留去碳层。对于内螺纹，在孔口也应留出3mm去碳层。6.为保证中心孔精度，工件中心孔也不允许淬硬，为此，毛坯总长放长6mm。7.为保证工件外圆的磨削精度，热处理后须安排研磨中心孔的工序，并要求达到较细的表面粗糙度。外圆磨削时，影响工件的圆度主要是由于二顶尖孔的同轴度，及顶尖孔的圆度误差。8.为消除磨削应力，粗磨后安排低温时效工序（烘）。9.要获高精度外圆，磨削时应分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。第三部分：编制数控加工程序要求：能够根据图纸的技术要求和数控机床规定的指令格式与编程方法，正确地编制中等复杂典型零件的加工程序，或应用CAD/CAM自动编程软件编制较复杂零件的加工程序。（至少两个零件）。一、 编制轴类零件（1）数控加工程序毛坯为42的棒料，从右端至左端轴向走刀切削;粗加工每次进给深度1.5，进给量为0.15/r;精加工余量X向0.5，Z向0.1，切断刀刃宽4。工件程序原点如图 图3.1所示。 图3.1图3.1该零件结构较为简单，属典型轴类零件，轴向尺寸80，采用三爪卡盘装夹即可，选工件回转轴线及右侧面的交点为加工坐标系原点。1选择刀具编号并确定换刀点根据加工要求选用3包刀具：1号为外圆左边偏粗车刀，2号为外圆左偏精车刀，3号刀为外圆切断刀，换刀点与对刀点重合2确定加工路线1）粗车外圆。从右至左切削外轮廓，采用粗车循环。2）精车外圆。左端倒角20外圆倒角30外圆倒角40外圆。（3）切断3选择切削用量选择切削用量参数见表3.1.表3.1 选择切削用量参数切削用量加工工序转数指令进给速度（mm/r）刀具粗车外圆M430.151号精车外圆M440.12号切断M430.12号4.编写程序程序 说明O0002; 程序号G50 X100Z50;M4 3;M03;T0100;N1； 工序（一）外圆粗切削G00 G99 X44.0 Z10：G71 U2R1； 外圆粗车循环点G71 P10 Q1l U1W0.1 F015； X向精加工余量为05mm，Z向精加余量0lmmN10 G0 X0; 工件轮廓程序起始序号（N10），刀具以G0速度至X0G01 Z0 F0l； 进刀至Z0X2 00 K-1.0; 切削端面，倒角 14 5OZ-2 0.0; 切削2 0外圆，长 2 0mmX30.0 K-1.0； 切削端面，倒角14 5OZ-5 0.0； 切削 3 0外圆，长 5 0mmX40 K-1.0； 切削端面，倒角14 5OZ-84.0; 切削40外圆，长 84mmN1l G01 X43.0; 工件轮廓程序结束序号（N1l）G00 X100Z50T0100; x轴、z轴回换刀点T0202：M4 4 ;N2； 工序（二）外圆精车G00 X440 Z10； 外国精车循环点G70 P10 Q1l； 精车外回指令，执行N10至N1l程序段G00 X100Z50T0200： 刀具回换刀点T0303;M43：N3； 工序（三）切断G0 X42.0 Z-840： 切断刀循环点G01 X-1； 切断G04 X2G01 X45F0.l：G00 X100Z50T0300： x轴、z轴回换刀点M30； 程序结束二、 编制轴类零件（2）数控加工程序加工如图3-2所示零件，材料45钢，坯料60122。1、刀具：T1硬质合金93右偏刀；T2宽3mm硬质合金割刀，D1左刀尖。加工工序材料刀具车外圆硬质合金T1切槽硬质合金T2该零件结构较为简单，属典型轴类零件，轴向尺寸120，采用三爪卡盘装夹即可，选工件回转轴线及右侧面的交点为加工坐标系原点。2、 选择刀具编号并确定换刀点根据加工要求选用2包刀具：1号为外圆左边偏粗车刀，2号刀为外圆切断刀和切槽刀，换刀点与对刀点重合3、程序编写程序指令说明N10 G56 S300 M3 M7 T1；选择刀具，设定工艺数据N20 G96 S50 LIMS=3000 F0.3；设定粗车恒线速度N30 G0 X65 Z0；快速引刀接近工件，准备车端面N40 G1 X-2；车端面N50 G0 X65 Z10；退刀N60 CNAME=“LK2”；轮廓调用N70 R105=1 R106=0.2 R108=4 R109=0 R110=2 R111=0.3 R112=0.15；毛坯循环参数设定N80 LCYC95；调用LCYC95循环轮廓粗加工N90 G96 S80 LIMS=3000 F0.15；设定精车恒线速度N100 R105=5；调整循环参数N110 LCYC9