典型零件的数控加工毕业设计

1、.目录摘要1第1章 绪论.2第2章 典型车削件的工艺分析与编程.92.1 件1的工艺分析与编程.92.1.1 零件分析.102.1.2 基准选择.112.1.3 加工方案的确定.122.1.4 加工顺序的安排.13 2.1.5 工序的划分.162.1.6 工步的划分.182.1.7 走刀路线的确定.202.1.8 工艺装备的选择.212.1.9 切削用量的选择.222.1.10 加工程序.232.2 件2的工艺分析与编程242.2.1 零件分析.24(省略)2.2.10 加工程序.23第3章 典型铣削件的工艺分析与编程.243.1 零件分析.24(省略)3.10 加工程序.32第4章 总结.3

2、4谢辞.36参考文献.37附录.38摘要车身焊装线是用于汽车生产的关键装备，它具有工艺流程庞杂，各工序物流要求协调一致以及生产节拍匹配要求严格等特点。传统的焊装线规划设计方法，不能有效地协调设计与制造各阶段的关系，以寻求企业整体全局最优效益。随着计算机辅助工程和仿真技术发展的逐渐成熟，以数字化描述的虚拟设计和虚拟制造技术应运而生，为解决上述问题提供了一条有效的途径。本文以车身焊装线作为研究对象，基于eMPower软件平台，开展车身焊装线的虚拟仿真研究，探讨利用虚拟制造技术进行焊装线规划设计的方法。首先，介绍了车身焊装生产线的特点。基于eM-Planner规划管理模块，采用制造信息模型和制造过程

3、模型混合建模的方法实现对工艺规划中所有信息的管理，建立零件库、工艺资源库、工艺操作库等工艺数据库。在此基础上，根据产品结构信息，定义焊装线结构，实现焊装线的工艺布局，并使用Pert图工具细化工位间的衔接情况，确定工位内容的操作顺序，直观的实现工序布置。其次，结合某企业车身焊装生产线的实际生产情况，基于eM-Plant物流仿真模块，应用面向对象技术建立焊装线二维可视化仿真模型。最后，进行了焊装生产线中的焊装工位建模仿真研究，以焊装生产线的一人工焊装工位为实例，描述在eM-Engineer模块中实现人工焊接仿真和分析的过程。关键词 虚拟仿真；eMPower；焊装线须参照以上格式写摘要第1章 绪论注

4、：此部分首先要有一到几段引入本设计课题，主要概括介绍一下数控加工工艺和数控编程。然后可写一些数控加工工艺和数控编程的理论知识（这些知识可以是课本上的，最好再参考一些相关文献）。第2章和第3章用到本章所提及的理论知识时，提一句就可，不可再大篇幅论述。本章要求6-7页就可。注：下面几章的内容有些地方有问题，大家参考一下就好，不可照着抄袭。第2章 典型车削件的工艺分析与编程图1注：本章开始首先需要像上图一样画上零件图2.1 件1的工艺分析与编程2.1.1零件分析 该零件为典型的轴类零件。加工部位较多，精度要求较高，工序繁杂。在加工过程中，对定位基准的选择，加工顺序的安排以及深孔加工，热处理工序等均应

5、给予足够的重视。零件材料为45钢，切削加工性能较好。 零件表面为阶梯形，由外圆柱面、内圆柱面、外螺纹、逆圆弧、外圆锥、槽和孔等表面组成。形状结构复杂，且尺寸标志有利于定位基准与编程原点的统一，便于编程加工。且零件图尺寸标注完整，轮廓描述清晰，非常符合数控车削加工要求。 从尺寸精度上看，20、38、45以及外螺纹等几处轴向和径向尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度以及形位公差等要求。工艺性非常强，需仔细对刀和认真调整机床。此外，工件的外圆锥面和圆柱面上有几处圆弧和倒角。由于圆弧半径较小，不能直接用成型刀车削，因此必须用圆弧插补程序车削，这样加大了编程量，工作效率低。2.1.2确定装夹方案零件的左右两

6、端面均为多个尺寸的设计基准，因此，在相应工序加工时,为了使工序基准与定位基准重合,减少本工序的定位误差, 应用三爪卡盘夹持，这样做装夹方便，自定心好，精度高，适用于车削短小工件。此工件不能一次装夹完成加工,必须分两次装夹.该工件右端外表面为螺纹,不适于作装夹表面,外圆锥面也不适于作装夹表面.所以,第一次装夹工件右端,加工左端,伸长定位75；第二次装夹工件左端，加工右端。如图（1-2）（1-3）所示。 图1-2注意修改图纸图1-32.1.3确定工艺顺序及进给路线. 加工顺序的确定按由内到外,由粗到细,由近及远的原则确定.在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面,结合本零件的结构,可先粗精加工左端内

7、孔及表面,然后粗精加工右端各表面及螺纹.由于该零件为单件小批量生产,走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线,外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行.具体如下:第一次装夹: 粗车外圆表面及端面。将整个外表面粗车成型，即车至46留出0.5的精车量为防止工件轮廓发生干涉，刀具副偏角不能太小，必要时应作图样检验。精车外圆表面。钻中心孔。钻孔。采用18钻头加工圆孔粗加工20内轮廓及锥面。精加工20内轮廓及锥面。加工槽。槽的宽度为5，将零件车至38，这个尺寸精度很高，所以，需光整加工。第二次装夹：粗车外圆表面及端面。将整个外表面粗车成型即将外圆柱面车至23，其中包括两个145倒角和20外圆柱

8、的加工，保持整个零件长度为95。精加工上述表面。车退刀槽。 刀槽宽度为5。螺纹加工。注：本部分最好画图表示一下2.1.4选择刀具和切削用量刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，刀具选择的合理与否，不仅影响机床加工的效率，而界还直接影响加工质量。由于数控车床能兼作粗精加工，因此粗车时，要选用强度高，耐用度好的刀具，以便满足粗车时大的吃刀量和大的进给量的要求。精车时，要选择精度高，耐用度高的刀具，以保证加工精度的要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能夹刀和夹刀片。加紧刀片的方式要选择的比较合理。目前，数控车床用的最破变得刀具是应质合金刀具和高速钢刀具两种。此毛坯应选用的具体刀具如下表1

9、-1所示。（原因?刀具牌号 YT类适应加工塑性材料,YT5YT10YT15,YG类加工脆性材料,YG3YG5YG8,YW类为万能型,可加工塑性材料与脆性材料） 表1-1数控加工刀具卡片产品名称或代号数控车床工艺分析实训零件名称轴类零件零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀具半径/备注1T0145硬质合金端面车刀1车端面0.52T024中心钻1钻中心孔3T0316的钻头1钻孔4T0490右手偏刀1自右向左车外表面0.25T05外螺纹车刀1车螺纹0.36T06切断刀1切5深槽7T07内孔镗刀1镗孔及镗内孔锥面0.48 T0890左手偏刀1自左向右车外表面0.2编制审核批准高中军共1页第1页切

10、削用量的选择也是数控加工工艺中的重要内容之一，根据加工于量的确定，粗加工时（Ra=10-80um），一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8-10mm.半精加工时（Ra=1.25-10um），背吃刀量取为0.5-2mm。精加工时（Ra=0.32-1.25um），背吃刀量取为0.2-0.4mm 下表1-2给出了一些切削用量数据。表1-2 名称?工件材料工件条件切削深度/mm切削速度/mm r 进给量/mm/r刀具材料碳素钢600MPa粗加工5-760-800.2-0.4YT类粗加工2-380-1200.2-0.4精加工0.2-0.3120-1500.1-0.2钻中心孔500

11、-800W18Cr4V钻孔300.1-0.2切断（宽度5mm）70-1100.1-0.2YT类2.1.5编写加工程序及数控仿真加工程序如下：第3章 典型铣削件的工艺分析与编程注：本章开始首先需要像上图一样画上零件图3.1零件分析在铣床上进行工艺分析主要从零件的轮廓形状、尺寸精度、效率以及技术要求等几个方面考虑。理论上的加工工艺必须达到图样要求，同时，又能充分合理的发挥机床的功能。 （1）结构分析 该零件总体为矩形零件，在此基础，上下两面各由阶梯面组成，表面由圆柱、圆弧、曲线、凸台、通孔、不通孔以及平面组成。形状复杂，加工检验较困难，需两轴联动的数控铣床加工。（2）精度分析从图中可以看出，该零件

12、的尺寸精度比较高，其中比较高的有外轮廓16和34以及四个圆孔的距离，尺寸公差为0.01-0.03。其他的尺寸公差为0.04-0.10。表面粗糙度比较高的为Ra1.6m,其余的表面粗糙度为Ra3.2m。还有零件的凸起部分有较严的配合精度，如果处理不好，可能导致公差及表面粗糙度难以达到要求。为了满足零件尺寸要求，孔距尺寸需进行孔距对称性的公差转换。（3）毛坯余量分析 该零件的材料为HT200，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。毛坯材料为444432mm。毛坯为铸件，零件的刚度较高，加工过程不易变形，形状与毛坯无较大的差异，因此，不宜留有较大的加工余量。 到底余量多大?（4）结构工艺性分析 零件

13、的最大高度为30，其中有上下凸台，有圆弧、曲线、圆孔和平面。圆弧为R4，圆孔直径为8。还有轮廓部分有一定的弧度。各部分尺寸不统一，在加工各圆弧时。半径应尽量小，故需多把不同圆角半径的铣刀，为保证侧边有较好的垂直度和表面粗糙度，在最后竟加工时，刀具可以相对水平面，在Z方向提高0.05，这样可以防止在精加工中，刀具受到轴向力的作用。（5）定位基准分析 由于零件底部的尺寸精度低，故在加工过程中，先以零件侧边为定位基准，加工下表面。然后，以下表面的平面为定位基准，加工上表面。加工过程中，以零件的中心为坐标原点。根据上述分析，针对提出的问题，采取如下工艺措施：l 明确安排粗精加工。l 孔加工过程中，先钻

14、孔，再镗孔。l 圆弧铣削应采用插补原理铣削。l 采用工艺集中原则，一次工装加工尽可能多的表面。到底基准在哪里?3. 2 确定装夹方案 从图中可以看出，此毛坯的外形简单，又由于此零件为单件生产，因此，用平口虎钳装夹工件。在安装工件时，要注意工件应放在钳口中间部位。安装平口虎钳时，要对它的固定钳口找正。工件被加工部分应高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。粗加工铣削外轮廓时，应选择直径较大的刀具，这样可以提高效率。 此零件不能一次装夹完成加工，必须分两次。由于上表面形状不规则，而且非常高的配合精度，不适于作装夹表面。因此，第一次装夹完成下表面的加工。如下表3-1所示： 第二次装夹完成上表面的加工。以上

15、一次加工完成的平面为定位基准，利用平口虎钳装夹，完成圆孔、凸台轮廓的加工。如下表3-2所示. 表3-1表3-23.3 确定加工顺序与走刀路线图?在铣床上加工零件时，一般有多个工步，使用不同直径的刀具，因此加工顺序安排得是否合理，直接影响到加工精度、加工效率、刀具数量和经济效率。在安排加工顺序时同样遵守“基面先行”、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的一般工艺原则。此外还应考虑：每道工序尽量减少刀具的空行程移动量。按最短路线安排加工表面的加工顺序。减少换刀次数，节省辅助时间，一般情况下，每换一把新的刀具后，应通过移动坐标，回转工作台等将由该刀具切削的所有表面全部完成。零件具体的加工顺序及走

16、刀路线确定如下：1.钻中心孔。以利于钻削底孔时刀具找正。2.钻孔。利用6的钻头钻孔3.铣平面，保证零件高度30.5左右4.粗铣圆台及平面。5.精铣圆台及平面。6.转零件，再次装夹。7.粗铣外轮廓，留出0.3的加工余量。8.精铣外轮廓。9.精加工孔。3.4刀具和切削用量的选择 1: 刀具的选择 根据零件的结构特点，铣削凸台、外轮廓时，铣刀可能会受到一定的限制，因此，取6mm，并采用立铣刀加工。1) 粗铣加工时，选用6mm的高速钢立铣刀。2) 精铣加工时，选用6mm的硬质合金立铣刀。3) 钻中心孔，选用4mm的高速钢硬质合金中心钻4) 钻通孔，选用6mm的高速钢钻头5) 镗孔，采用硬质合金镗刀。为

17、什么选用这种刀具?,具体型号是多少? 具体刀具选择如下表3-3；表3-3数控加工刀具卡片产品名称或代号车床工艺分析实训零件名称轴类零件零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀具半径/备注1T016mm高速钢立铣刀1粗铣表面2T024中心钻1钻中心孔3T036钻头1钻孔4T046mm硬质合金立铣刀1精铣轮廓5T07内孔镗刀1镗孔编制审核批准高中军共1页 2:切削用量的选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料。参考数控切削用量推荐表（见数控加工工艺学P172和P189）或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表中。 粗铣时：主轴转速n=1

18、80r/min，vc=18mm/min，a=1mm 精铣时：主轴转速n=600r/min，vc=90mm/min，a=0.5mm 钻中心孔时：主轴转速n=1000r/min。钻孔时：主轴转速n=600r/min。粗镗时：切削速度为50mm/min进给量为1mm/r。精镗时：切削速度为90mm/min进给量为0.15mm/r。3.5编写加工程序及数控仿真 略第4章 总结总结一下本毕业设计完成的主要工作及收获。要求至少2页。参考文献1 邓仕珍，范淼海.汽车车身制造工艺学.北京:北京理工大学出版社,19972 邵立.基于虚拟虚拟制造技术的自动线设计研究.上海交通大学博士学位论文.2000:5-73 李伟.先进制造技术.北京:机械工业出版社，20054 熊光楞.仿真技术在制造业中的应用与发展.系统仿真学报.1999, 11(3):145-1515 肖田元,韩向利，张林鍹.虚拟制造内涵及其应用研究.系统仿真学报.2001,13(1):118-1236 周