斜面和例角类零件加工工艺的探讨

毕业设计斜面和例角类零件加工工艺的探讨学生姓名学号年级专业指导教师刘志伟系部机电工程系广东东莞提交日期2014年5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）开题报告毕业设计预期目标及工作方案一、选题目的和意义题目各称斜面和例角类零件加工工艺的探讨；1、选题目的据网上调查发现在“斜面和例角类零件加工工艺的探讨”的毕业论文方面存在不足，因此通过分析斜面和例角类零件加工工艺来认识和了解数控铣床在斜面和例角零件加工方面的加工工艺的特性，并进一步加深探究和理解斜面和例角零件加工的加工难点等很有实际研究价值。讨论价值在于加工斜面和例角类零件加工时，要用到多种方法进行对比，研究各种方法的优缺点（如表面质量，加工时间，效率等等）。随着机械制造行业的迅猛发展，铣削加工已经成为很多产品加工的方式，而此类产品加工的精度和质量要求都比较高。因此产品的加工工艺的设计是保证产品质量的一个重要的环节。而制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平，因此在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工，因此通过利用数控铣床和相关软件来分析斜面和例角零件加工工艺来作为毕业设计题目很有实际研究价值。2、选题意义选择“斜面和例角类零件加工工艺的探讨”作为毕业设计题目，能检验大学这两年多来学习数控铣床方面等知识的一个很好的途径。做好毕业设计是能培养设计者的综合运用所学理论知识和技能的一种综合性工程实践训练，是培养设计者的创造能力，并能养成在理论联系实际的工作作风和提高工程实践能力；同样还能提高设计者分析和解决实际问能力，是毕业论文设计者走向工作岗位之前的工作基本训练，毕业设计者的工作对于被培养成合格的高级工程技术人才至关重要的锻炼。二、论文的理论依据、研究方法、研究内容；1、理论依据（1）、分析零件结构工艺性（例如1零件图样尺寸的正确标注、2保证获得设计要求的加工精度、3保证基准统一原则、4考虑到毛坯的结构工艺性等）；（2）、加工方法的选择；（3）、平面加工方法的选择（例如主要采用端铣刀和立铣刀加工）；（4）、固定斜角平面加工（加工斜面的最佳方法是采用五坐标数控铣床，主轴摆角后加工，可以不留残留面积）等。2、研究内容综合运用机械制造基础、数控加工工艺、数控编程与加工、公差配合与测量技术、机械制图、CAD/CAM等技术等课程的学习内容，进行的一个重要的实践应用环节。需做到以下几点阅读任务书，明确设计任务及要求；合理选择材料、刀具、夹具、加工路线。通过这次设计来巩固自己的专业理论知识，熟练掌握查阅资料的能力，提高自己的动手设计能力，为以后的工作打下坚定的基础。1、按图纸要求制定正确的加工工艺方案；2、选择合理的加工方法；3、编写斜面和例角类零件加工工艺程序等。3、研究方法制定斜面和例角类零件加工路线确定工件的等级要求、尺寸要求来选择刀具及夹具；利用仿真软件对工件进行加工，跟据所编程序选择合理的刀具等参数进行数控模拟加工。编写设计说明书。拟重点解决的问题。确定所选毛胚时应正确计算零件的强度、刚度。根据零件的设计要求进行数控编程，编程时要选择好加工路线、刀具号、切削用量并按照数控机床规定的使用功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序；据加工零件的设计图纸及相关技术文件，对零件的材料、毛坯种类、形状、尺寸、精度、表面质量以及热处理要求等进行综合分析。利用卡盘等夹紧工具对工件进行夹紧，根据工件的表面等要求合理选择基准面，对工件进行数控加工时数控机床出现的一些故障应及时排除等。4、进展按排1准备阶段（12月15日12月30日）搜集有关资料，准备参考；2完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1月1日1月15日）；3依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1月16日3月10日）；4完成论文二稿交老师批阅（3月11日4月10日）；5完成三稿（4月11日4月30日）；6完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5月1日5月10日）；7毕业设计答辩阶段（5月中旬）目录前言7摘要8第1章实例加工911、零件图纸1012、零件图样工艺分析1113、铣床的对刀1114、零件的加工工艺性分析12141、加工工序12142、工艺设计1415、编制数控刀具及加工工艺卡15第2章MASTERCAM程序导出1521、用MASTERCAM导出步骤1622编制程序图截图17结论27总结27参考文献28斜面和例角类零件加工工艺的探讨作者指导老师刘志伟（东莞职业技术学院2011级机械制造与自动化，东莞523808）摘要本文在分析斜面和例角类零件加工工艺的探讨如何利用车间现有设备，合理安排机械加工工序，保证零件的技术要求，减轻工人的劳动强度，提高生产效率，是我们首要考虑的问题。关键词斜面、例角、加工工艺、工序、生产效率1前言斜面和例角类零件加工工艺的探讨可以通过铣削加工产品加工的方式来探讨。制造技术是作为各国经济竞争的重要支柱之一，而经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。机床工业本身是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速发展，因此研究斜面和例角类零件加工工艺的探讨有利于加强设计者的研究能力。从20世纪中叶数控技术出现以来，数控铣床给机械制造业带来了革命性的变化。数控铣床加工具有如下特点加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控铣床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100检验的零件。数控铣床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。数控铣床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。摘要本毕业设计，介绍了本课题的背景及意义和机械制造加工工艺，讨论了数控加工程序的编制，分析了手工编程的方法和应用。在此基础上，利用MASTERCAM软件对复杂零件加工的数控编程进行了讨论和具体实践，对结果进行了仿真验证，生成了该零件的数控加工程序。通过本次毕业设关键词数控铣床加工工艺数控编程MASTERCAM复杂斜面和例角类零件加工第1章实例加工11、零件图纸12、零件图样工艺分析斜面和例角类零件加工工艺探讨图纸如上，该图有斜面、曲面、例角、挖槽和钻孔等特征，加工难点是加工斜面、例角和曲面。由于刀具长度有限，在顶面对刀时选前、后面和左面为基准，确保孔的位置。由于该零件的尺寸很小，一般大的刀具很难一次性加工到位，因此需要分粗加工、半精加工和精加工的加工步骤以及相应的加工刀具和工具等条件。在加工该零件时考虑到加工先后面和装夹方法等问题，本零件应先加工图纸的底面和钻孔，以底面和孔为基准来装夹加工正面以达到合理加工要求。在正面加工时应按照加工要求，先加工外形后加工挖槽，接着加工曲面和斜面的加工步骤。13、铣床的对刀对刀装工件，刀具主轴正转3000对X轴将刀移到工件一侧轻碰提刀上来，相对坐标X清零移刀到工件另一侧，记录当前坐标值为X将刀移到X/2处，X清零对Y轴将刀移到工件一侧轻碰提刀上来，相对坐标Y清零移刀到工件另一侧，记录当前值为Y将刀移到Y/2处，Y清零对Z轴（对工件表面清零即可）设置工件坐标1,对刀完成后（到在X0Y0Z0）2,POS坐标一般全设3,将刀提到安全高度。注意事项1、对于圆，对某一轴时，其他轴不能移动。2、在圆弧上对刀，要同一高度，不如产生的平面不是跟工作台平行的。3、用寻边器对刀，要注意转速。14、零件的加工工艺性分析1加工工序从图形可以看出轮廓的周边是直线和圆弧，零件的装夹采用平口虎钳和垫块。在安装工件时，需要注意工件安装要放在钳口中间部位，安装台虎钳时，要固定好钳口，工件被加工部分要求高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。加紧时，注意工件上浮。先加工底面粗加工和精加工，再加工正面粗加工、半精加工和精加工，加工坐标系G45建立在工件表面上，零件的对称中心处。底面加工工序1先用95的麻花钻头钻通孔（粗加工）；2粗加工铣9070底面大平面，选用16飞刀，以达到铣平底面作为正面基准来装夹加工（粗加工和精加工）；3粗加工铣轮廓外形（粗加工和精加工），选用16飞刀，以达到方便装夹；4粗加工铣内轮廓凹槽通孔，斜降下刀，选用16立铣刀（半精加工）；5精加工加工铣9070大平面，选用16平底铣刀，以达到铣平底面作为正面基准来装夹加工等。正面加工工序1粗加工铣9070正面大平面，选用16飞刀，以达到铣平底面（粗加工）；2粗加工铣轮廓外形8060（粗加工），选用16飞刀；3分别选用8和6的平底铣刀加工正面凹槽以达到符合零件加工要求（先进行粗加工，接着半精加工，最后精加工以达到符合零件加工要求）。2工艺设计1）选择加工方案外形铣通孔16，采用粗铣精铣方案即可；孔尺寸精度要求，按粗铣精铣方案进行；斜降下刀即可。2）确定加工顺序按照先粗后精、先面后孔的原则及为了减少换刀次数不划分加工阶段来确定加工顺序。具体加工路线为粗、精铣底面粗、半精通孔粗、半精零件外形粗、精铣正面平面精铣通孔16的孔、再倒角和加工斜面，主要在斜面和例角类零件加工工艺探讨方面加重分析具体顺序见表。3）确定装夹方案和选择夹具该零件形状较复杂、尺寸较小，有斜面、倒角和曲面都要加工，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选通用平口虎钳，以零件底面和两个侧面定位，用平口虎钳钳口从侧面夹紧。4）选择刀具根据加工内容，所需刀具有面16MM铣刀、95MM麻花钻、10MM、8MM、6MM立铣刀等，其规格根据加工尺寸选择。精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类，经综合分析确定粗、精铣铣刀直径都选为。其他刀具根据孔径尺寸确定。5）确定进给路线面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为16MM，故安排沿X方向两次进给。因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，所以所有孔加工进给路线均按最短路线确定。15、编制数控刀具及加工工艺卡151、工件的刀具卡片零件名称零件图号刀具刀具名称直径（MM刀长MM备注飞刀16R0850粗铣平面1645铣平面和轮廓铣830铣平面和轮廓铣立铣刀625铣平面和轮廓铣420铣平面和轮廓铣麻花钻9570钻孔152、正面的加工工序卡片153底面的加工工序卡片零件号零件名称材料毕业设计数控加工工艺卡片1工序号程序编号夹具名称使用设备O0001平口虎钳数控铣床45钢工步号工步内容刀具号主轴转速R/MM进给速度/MMMIN背吃刀量备注1铣9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2铣轮廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工3铣16的通孔16R08280040005精加工4铣235260的斜面16R082200200005粗加工5选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀2000150003粗加工6选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀20006003精加工7选用6平底铣刀铣倒角6平底铣刀2000150003粗加工8选用10平底铣刀铣椭圆261610平底铣刀200015003粗加工9选用6R3球刀铣椭圆26166R3球刀200030005精加工10铣9070大平面16350070005精加工11铣轮廓外形907016350070005精加工12铣16的孔16350070005精加工第2章MASTERCAM程序导出截面毕业设计数控加工工艺卡片零件号零件名称材料145钢工序号程序编号夹具名称使用设备O0002平口虎钳数控铣床工步号工步内容刀具号主轴转速R/MM进给速度/MMMIN背吃刀量备注1铣9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2铣轮廓外形8060留余量01MM16R082200200005粗加工3铣轮廓外形235260留余量01MM62200200005粗加工3选用95的麻花钻头钻通孔95麻花钻头800703粗加工4铣内轮廓扩16，斜降下刀余量01MM162500120005粗加工5铣9070大平面163500700精加工6铣轮廓外形9070163500700精加工7铣16的孔163500700精加工21、用MASTERCAM导出步骤211、首先完成三维建模（如图11）；212、机床类型铣床默认刀具路径面铣、外形铣削、钻孔、曲面挖槽、标准挖槽、曲面流线，确定（如图11）三维建模如上图所示1）平面和外形开粗（粗加工）如上图所示；或工步号工步内容刀具号主轴转速R/MM进给速度/MMMIN背吃刀量备注1铣9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2铣轮廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工工步号工步内容刀具号主轴转速R/MM进给速度/MMMIN背吃刀量备注1铣9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2铣轮廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工3铣16的通孔16R08280040005精加工（2）钻孔（粗加工）如上图所示；3选用95的麻花钻头钻通孔95麻花钻头800703粗加工（3）扩孔（半精加工加）如上图所示；4铣内轮廓扩16，斜降下刀余量01MM162500120005粗加工5铣9070大平面163500700精加工6铣轮廓外形9070163500700精加工7铣16的孔163500700精加工（4）铣长方形凹槽（粗加工和精加工）如上图所示；5选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀2000150003粗加工6选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀20006003精加工（5）铣椭圆半形槽（粗加工和精加工）如上图所示；7选用6平底铣刀铣倒角6平底铣刀2000150003粗加工8选用10平底铣刀铣椭圆261610平底铣刀200015003粗加工9选用6R3球刀铣椭圆26166R3球刀200030005精加工（6）铣两个对称的矩形半形槽（粗加工和精加工）如上图所示；5选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀2000150003粗加工6选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀20006003精加工（7）铣外形槽（粗加工和精加工）如上图所示；（8）铣圆柱（粗加工和精加工）如上2幅图所示；（9）用手动立体铣床加工斜面和倒角如下所示9选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀2000150003粗加工10选用6平底铣刀铣曲面外形6平底铣刀20006003精加工和（10）加工好的零件如上图所示。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。探讨和总结一些数控车削过程中的工艺问题。1数控加工工序的划分在数控机床上加工零件，工序比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序，常用的工序划分原则有以下两种。保证精度原则提高生产效率的原则数控加工具5铣9070大平面163500700精加工6铣轮廓外形9070163500700精加工7铣16的孔163500700精加工有工序集中的条件，粗、精加工常在一次装夹中完成，以保证零件的加工精度，当热变形和切削力变形对零件的加工精度影响较大时，应将粗、精加工分开进行。数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多