五边形凸台零件加工

1、绍兴职业技术学院毕业综合作业二级学院 机电工程学院 专 业 机电一体化 班 级 15机电1班 姓 名 阮富鑫 学 号 153020123 作业类型 工艺流程 题 目 五边形凸台零件加工 指导教师 高琦樑 绍兴职业技术学院机电工程学院毕业综合作业任务书 岗位名称 铣床操作工岗位职责 负责日常生产加工任务，按工段落实生产计划。岗位能力要求 必须具备懂机械原理，懂构造，懂性能，懂用途，会操作，会维修，会排除故障。 课题任务名称 五边形凸台零件铣削加工 本课题完成的条件1、按照自己所学的机械基础进行设计和开发；2、实习公司的工程师和学校辅导老师的帮助下完成此设计。3、熟悉掌握典型铣削零件的加工工艺和程

2、序设计 本课题任务要求 技术应用设计要求1、熟悉铣床加工原理和过程；2、从设计实际需要出发，选择设计方案；3、制作完成一个零件；4、撰写操作书一份 工艺操作技能要求1、 零件的设计实现，并实际操作通过；2、 企业现场设备安装、调试、维护、检测等操作实践训练，基本符合企业上岗要求。3、 设计与论文相关参考文献资料。 时间安排1、毕业综合实践单位以及岗位的落实（2016年9月9日开始）2、上传毕业综合实践任务书（2016年10月31日前）3、毕业综合实践相关岗位顶岗实习过程并撰写实习周记（2016年9月-2017年3月期间，每周一篇，合计最少20篇）周记撰写与系统录入1、登陆系统提交实习周记，内容

3、要求与实习期间工作、生活相关，不少于300字；2、参加或更换实习单位要求一周内登陆系统更新相关信息并主动联系指导教师备案绍兴职业技术学院机电工程学院毕业综合作业开题报告 学号153020123姓名阮富鑫专业方向机电一体化课题名称五边形凸台零件铣削加工作业类型工艺流程完成课题起止时间2016年4月-2017年5月一.选题目的和意义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.而选择典型铣削零件的数控加工工艺，能从基本展示数控铣床的基本功能，也是检验这两年多来学习数控铣床的一个很好的途

4、径。 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数控技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程

5、序，它是机床数控系统的应用软件。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。随着世界科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备，是国防军工装备发展的战略物资。数控机床的拥有量及其性能水平的高低，是衡量一个国家综合实力的重要标志。加快发展数控机床产业也是我国装备制造业发展的现实要求。二.本课题要完成的主要内容（1）培养和提高自己综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，进一步将自己学到的理论知识运用到实际问题当中去，使学到的理论知识得到巩固、扩大、加深和系统化。（2）学到利用

6、现代数控技术解决普通铣床难以解决的零件，使用现代数控铣床编程数控程序铣削凸轮零件，学会和同学们一起互相合作，互相探讨，培养团队合作精神。课题任务、设计内容、实现途径课题任务：（1） 分析凸台零件的数控铣削加工工艺。（2） 合理的选择数控机床（3） 利用数控铣床铣削凸台零件。（4） 利用CADCAM技术画图根据其图样自动生成加工程序，然后转换到数控铣床，让其加工出合格的凸轮零件。3 工艺流程步骤（1） 零件分析（2） 零件工艺分析（3） 制定机械加工工艺与装夹方案（4） 设计数控铣加工工序（5） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（6） 编制工艺卡片（7） 编写数控程序4、 注意事项零件和工

7、艺要仔细分析，机械加工工艺和装夹方案要提前制定好，设计数控铣加工工序要仔细，不能出错。机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定的时候要异常细心。编写程序完要仔细核对。 目 录前 言11 零件分析12 零件工艺分析22.1 装夹方案的确定22.2 结构分析22.3 尺寸分析23 制定机械加工工艺与装夹方案23.1 确定生产类型：23.2 拟定工艺路线24 设计数控铣加工工序54.1 选择加工设备54.2 刀具选择54.3 量具选择54.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定54.5 编制工艺卡片84.6 编写数控程序95 感想与总结116 致谢11五边形凸台零件铣削加工153020123 阮富

8、鑫绍兴职业技术学院 机电工程学院 指导老师：高琦樑前 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系时间的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来奖从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的四化建设打下一个良好的基础。1 零件分析凸台零件图如图所示，材料为HT20-40,毛坯经过预先铣削加工后尺寸为96mm*96mm*45mm，按照图样要求、毛坯状况做出加工方案。图

9、片如图1。 凸台零件图（图1）毛坯的选择：毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产中占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定于零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法采用铸造。零件材料是铁，由于该零件是大批量生产,而且零件加工的轮廓尺寸不大,考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，为提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。2 零件工艺分析2.1 装夹方

10、案的确定因为毛坯形状较规则，所以采用平口钳即可。2.2 结构分析如图所示，该零件属于板类零件，加工内容包括平面和由直线和圆弧组成的内外轮廓。2.3 尺寸分析该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下：400+0.05：经查表，加工精度等级为IT9。100+0.06：经查表，加工精度等级为IT10。 所有表面粗糙度没有严格要求均为6.3分析可以知道，所有的工件的所有表面都可以加工出来，且经济性能良好。3 制定机械加工工艺与装夹方案3.1 确定生产类型：零件生产类型属于大批量生产3.2 拟定工艺路线1、确定定位基准零件是由若干表面组成的，各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的

11、相互位置关系所依据的点、线、面称为基准。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准。1）设计基准设计图样上所采用的基准称为设计基准。如零件图上的轴心线是各外圆和孔的设计基准。 2）工艺基准在工艺中采用的基准称为工艺基准。按用途可分为定位基准、测量基准和装配基准。3）定位基准 加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准。 如零件在精车时，中心孔就是定位基准。4）测量基准 零件检验时，用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。5）装配基准装配时用已确定零件在部件或产品中位置的基准。即为装配基准。选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准

12、。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。以工件底面和两侧为基准。2、加工阶段的划分工件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果加工精度和表面质量要求特别高，则还可增设光整加工和超密加工阶段。各加工阶段的主要任务 （1）粗加工阶段的任务是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形状和尺寸。 （2）半精加工阶段的任务是留下精加工余量后使主要表面达到一定的精度，为精加工做好准备并完成一些次要

13、表面的加工。 （3）精加工阶段的任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度。加工顺序的安排（1）切削加工的安排原则：A.基准先行B.先粗后精 C.先主后次 D.先面后孔（2）热处理工序的安排： A.预备热处理的目的的改善工件的加工性能，消除残余内应力，改善金相组织，为最终热处理做好准备，如正火、退火和调质等。预备热处理一般安排在粗加工前，但调质常安排在粗加工后进行。B.消除残余应力处理的目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力，如时效和退火。C.最终热处理的目的是提高零件的力学性能（如强度、硬度、耐磨性等），如调质、淬火、回火以及各种表面处理，一般安排在精加工前。本零件的主要功用是

14、传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故需要进行渗碳淬火回火热处理。（3）辅助工序的安排：辅助工序包括检验、去毛刺、清洗、防锈等检验。除了工序中自检外，还需在下列场合单独安排检验工序：a.重要工序前后；b.送往外车间加工之前；c.全部加工工序完成、去毛刺之后。有些特殊去毛刺常安排在下列场合进行：a.淬火工序之前；b.全部加工工序结束之后。此零件为配合件，配合部位的精度要求比较高，为了达到图纸的精度要求，应该安排磨削工序，来达到精度要求和提高表面性能。该零件的加工面为平面、内外轮廓，加工边面的最高精度IT9，粗糙度6.3，采用方法为粗铣，半精铣。3、拟订加工方案1）工艺

15、路线方案一 工序 01 铸造 100mm*100mm*50mm 工序02 热处理：渗碳-淬火-回火 工序 02 粗铣零件6个端面 工序03 精铣六个面保证96mm*96mm*45mm 工序 04 粗铣出90mm*90mm*10mm的凸台 工序 05 粗铣倒圆角4-R10 工序 06 精铣倒圆角4-R10 工序 07 粗铣五边形凸台 工序 08 精铣90mm*90mm*10mm的凸台 工序 09 精铣五边形凸台 工序 10 打中心孔 工序 11 钻4-10mm的孔 工序12 钻的孔 工序 13 精镗的孔 工序 14 去毛刺 工序 15 检查2） 工艺路线方案二 工序 01 铸造 100mm*10

16、0mm*50mm 工序02 热处理：渗碳-淬火-回火 工序 03 粗铣毛坯6个端面保证98mm*98mm*47mm 工序 04 精铣毛坯6个端面保证96mm*96mm*45mm 工序 05 半精铣出92mm*92mm*12mm的凸台及五边形 工序 06 精铣五边形、四边形各面及倒圆角4*R10mm 工序 07 精镗的孔 工序 8 钻4-10mm的孔 工序 9 去毛刺 工序 10 检查4、加工方案比较与分析制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为单件生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量提高精度要求。除此

17、以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，加工方案一大致看来还是合理的,问题在于铣削加工次数较多，而且比较分散，这样影响加工进度，降低了效率。加工方案二工序比较集中，因铣削次数较少，减少了零件的装夹次数，提高加工效率，节省加工时间，生产率高，故选用方案二。4 设计数控铣加工工序4.1 选择加工设备选用通用机床CK7150加工中心，系统为FANUC0i4.2 刀具选择根据加工情况选择以下四种刀具进行加工：20二刃高速钢立铣刀： 粗加工16四刃硬质合金立铣刀： 半精加工20钻头； 钻孔镗刀 镗内孔4.3 量具选择量程150， 分度值为0.02的游标卡尺量程2530， 分度值为0.001的内

18、径千分尺量程100， 分度值为0.01的深度千分尺4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT20-40, 生产类型为大批量生产，采用砂型铸造成形的毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺技术手册，分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下表1 五边形凸台件厚度的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸表工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/um工序基本尺寸 /mm半精铣1IT96.545粗铣4IT1112.546毛坯（铸造）250表2 五边形凸台长度、宽度的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸表工序名称工序间余量/mm经济精度/mm 表面粗糙度/um工序基本尺寸 /

19、mm半精铣 1 IT96.5 96粗铣 3 IT1112.5 97毛坯（铸造） 2 100普通铣床粗铣50mm上端面至厚度尺寸48mm加工条件：普通铣床，一把20二刃铣刀，平口钳夹具，0200、0.2mm 游标卡尺，油冷却。1）确定背吃刀量端面的加工余量为2mm，由毛坯图已知铣削厚度为h=50mm，2次走刀加工，ap=1mm.。2）确定进给量查工艺手册和工艺手册，我们可以取进给量f=0.10mm/z。3）计算切削速度根据切削手册表3.27可得，,，。，修正系数,选择刀具使用寿命T=60min可得4）确定机床主轴转速查表得5）计算基本时间因为分两次加工，所以切削时间T=28.3s=16.6s普通

20、铣床粗铣、半精铣底面至厚度尺寸46mm粗铣：1）确定背吃刀量端面的加工余量为2mm，由毛坯图已知铣削厚度为h=48mm，2次走刀加工，ap=1mm.。2）确定进给量查工艺手册和工艺手册，我们可以取进给量f=0.10mm/z。3）计算切削速度根据切削手册表3.27可得，,，。，修正系数,选择刀具使用寿命T=60min可得 5）确定机床主轴转速查表得6）计算基本时间因为分两次加工，所以切削时间T=28s=16s半精铣：加工条件：普通铣床，一把20二刃铣刀，平口钳夹具，0200、0.2mm 游标卡尺，柴油冷却。1）确定背吃刀量端面的加工余量为1mm，由毛坯图已知铣削厚度为h=47mm，一次走刀加工，

21、ap=1mm.。2）确定进给量查工艺手册和工艺手册，我们可以取进给量f=0.10mm/z。3）计算切削速度根据切削手册表3.27可得，,，。，修正系数,选择刀具使用寿命T=60min 4）确定机床主轴转速查表得5）计算基本时间在其余工序计算中，基本加工时间的算法同上。加工条件：Z525钻床，10mm标准锥柄麻花钻，通用夹具，0200、0.2mm 游标卡尺，柴油冷却。a.确定进给量 根据切削手册表2.7，f=1.01.2，查工艺手册4.2-16，根据机床实际进给量取f=0.12mm/rb.选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.81.2mm,使用寿命为7

22、0min.c.计算切削速度根据切削手册表2.30， 表2，31得，修正系数 根据工艺手册表4.2-15，按机床实际转速选取,则实际切削速度为v=15m/min.d.计算基本时间按工艺手册表6.2-7，=15mm,=12mm，=90。，取.时间t=2015=1.11min，取时间t=70s。因为要加工4个孔，所以切削时间T=470s=280s最后，将以上各工序的切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。4.5 编制工艺卡片刀具选择与预调。对在本例中选择了以下5中刀具，10的中心钻打定位孔，20的钻头用于加工孔； 镗刀用于镗孔其余加工采用立铣刀。考虑到排屑情

23、况，粗加工采用双刃铣刀，精加工采用四刃铣刀，并且经预调对刀完毕。刀具定值及补偿定值如表所示：四边形、五边形及圆加工路线如图所示表中对同一刀具采用不同的刀具补偿是为了逐步切除加工余量，是加工中心采用的一种切削方法。对于钻头类刀具。不需要测定直径方向的值，但要注意两削刃是否对称等问题，将表数值输入控制装置内存的刀补表（OFFSET）中，以备切削加工时使用，测量完毕的刀具就可以装在刀库上。编制刀具调整卡。五边形凸台编制刀具调整卡刀具号码刀具名称刀具测定值/mm刀径测定值刀长补偿码刀长补偿值/mm刀径测定码刀径补偿值/mmT0120二刃铣刀145.8520.005H01145.85D11D12 10.

24、00222.0T0216四刃铣刀170.5116.036H02170.51D21D228.0188.038T0310中心钻150.15H03150.15T0420钻头240.55H04240.554.6 编写数控程序O0123 四边形加工程序G92X-25Y10Z40G90G00Z-10S150M03G41G01X0Y0F100D01M08X3Y3X83G03X93Y3R10G01X93Y83G03X83Y93R10G01X13Y93G03X3Y83R10G01X3Y13G03X13Y3R10G00G40X-25Y10Z40M09M05 M30O0002 五边形加工程序G92X-25Y10Z4

25、0G90G00Z-5S150M03G41G01X0Y0F100D02M08X24.489Y15.639X71.511X86.042Y60.361X48Y88X9.958Y60.361X24.489Y15.639G00G40X-25Y10Z40M09M05M30附：FANUC数控系统的准备功能G代码备注G00快速定位 G00 X_ Y_;相同 G00 X_ Y_ Z_;G01直线插补 G01 X_ Y_F_;相同 G01 X_ Y_ Z_ F_;G02顺时针方向圆弧插补相同 G02 X_Y_R/I_J_ F_;G03逆时针方向圆弧插补相同 G03 X_Y_R/I_J_ F_;G04暂停 G04

26、P_相同 G10数据设置相同 G11数据设置取消相同G17XY平面选择相同 G19YZ平面选择相同 G18ZX平面选择相同G20英制相同 G21米制相同G22行程检查开关打开相同 G23行程检查开关关闭相同G25主轴速度波动检查打开相同 G26主轴速度波动检查关闭G27参考点返回检查相同 G27 X_Y_Z_; G28参考点返回相同 G28 X_Y_Z_G30第2参考点返回相同 G30 X_Y_Z_;G31跳步功能相同G32螺纹切削 G32 X(U)_Z(W)_R_E_P_F_;G36X向自动刀具补偿G37Z向自动刀具补偿G40刀尖补偿取消 G40 G00/G01 X_Y_Z_;刀具半径补偿取

27、消G41刀尖左补偿 G41 G00/G01 X_Y_Z_D_;刀具半径左补偿G42刀尖右补偿 G42 G00/G01 X_Y_Z_D_;刀具半径右补偿G43 G43 G00/G01 X_Y_Z_H_;刀具长度正补偿G44 G44 G00/G01 X_Y_Z_H_;刀具长度负补偿G49 G49 G00/G01 X_Y_Z_;刀具长度补偿取消G50工件坐标原点设置，最大主轴速度设置G50 S_ _;G52局部坐标系设置相5 感想与总结通过这次毕业设计，让我从中学到了很多东西。不仅使自己的专业技能更加熟练，也强化了我在学校所学到的专业理论知识，对于数控加工技术的运用有了更加深刻认识和了解，对于典型零

28、件的加工也有了更加深刻的印象。本文介绍了五边形凸台零件从毛坯到成品的加工过程。对零件的结构进行了分析，制定了零件的加工工艺内容，选择了零件毛坯和设备，确定了定位基准与夹具，对零件的加工工艺方案、切削用量的选择等进行了具体的分析。编制了工艺卡、工序卡和刀具卡片，采用UGNX6.0绘制了图形和自动编写程序。并数铣加工零件，进行质量分析。设计过程中使我对以前所学的知识进行了更进一步的巩固，其中涉及的机械制造领域都有了更多的了解，扩展了我的知识面，学到了一些设计思路，同时零件的加工使我对数控编程和加工操作都更加的熟练。6 致谢感谢绍兴职业技术学院一年来对我的辛苦培育，让我在大学这一年来学到很东西，特别感谢机电工程学院为我提供了良好的学习环境、感谢领导、老师们一年来对我无微不至的关怀和指导，让我得以在这一年中学到很多有用的知识。在此，我还要感谢在班里同学和朋友，感谢你们在我遇到困难的时候帮助我，给我支持和鼓励，感谢你们。特别感谢我的指导老师高琦樑，在毕业实践综合系统和毕业论文中给予我悉心指导，从实习开始到结束过程中遇到很多困难都是他给我鼓励与指引，使我能够克服重