毕业论文数控铣床零件加工工艺分析与程序设计1

毕业论文数控铣床零件加工工艺分析与程序设计[1]

届毕业设计系别：信息与工程系专业名称：机械设计与制造姓名：学号：班级：指导教师：2012年月日MinBeiVocationalAndTechnicalCollegeXXXXXXXXXXXXXXX目录一、摘要……………………二、配合件设计的内容及步骤……………1、零件加工工艺的分析……………1.1零件的技术要求分析……………1.2零件的结构工艺分析…………2、编程尺寸的确定…………………2.1计算各节点的坐标尺寸………3、毛坯的选择……4、工艺过程设计……4.1板料凸件加工工步顺序的安排………………4.2板料凹件加工工步顺序的安排………………5、选择机床、工艺装备等…………5.1刀具的选择方案………………5.2铣削用量的确定………………6、确定切削用量……7、工艺文件…………7.1工序卡片………7.2刀具卡……………8、编制加工程序单…………………三、小结…………………四、参考文献……………摘要数控机床的出现以及带来的巨大利益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控机床的大量使用，需要大批熟练掌握现代数控技术的人员。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科技的发展，数控技术也在不断的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快，CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。如像UG,PRO/E,Cimitron,MasterCAM,CAXA制造工程师等。数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。本文主要通过铣削加工薄壁配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑可能影响在铣削、钻削、绞削加工中的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成配合要求。关键词:铣削、钻削、绞削、CAD/CAM薄壁板类配合件零件加工1、零件加工工艺的分析1）、零件的技术要求分析零件的尺寸公差在0.05—0.1mm之间，且凸件薄壁厚度为8mm，区域面积较大，表面粗糙度也比较高，达到了Ra3.2um,相对难加工，加工时容易产生变形，处理不好可能会导致其壁厚公差及表面粗糙度难以达到要求。定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准。该零件首先以一个毛坯件的一个平面为粗基准定位，将毛料的精加工定位面铣削出来，并达到规定的要求和质量，作为夹持面，再以夹持面为精基准装夹来加工零件，最后再将粗基准面加工到尺寸要求。材料名称:铝型材热处理：正火。强度较高，塑性和韧性尚好，最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件。2）、零件的结构工艺分析零件形状如1-1、1-2图所示，有轮廓加工、板件凸、凹件加工及打孔等。由于典型零件需要配合的薄壁零件，形状比较简单，但是工序复杂，表面质量和精度要求高，所以从精度要求上考虑，定位和工序安排比较关键。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚形状和尺寸，分析采用两次定位（一次粗定位，一次精定位）装夹加工完成，按照基准面先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工.。零件基本尺寸：110×110×30凸件1-1凹件1-2技术要求：1、未注公差±0.1mm;2、未注倒角去毛刺;3、未注表面粗糙度为Ra3.2凸件凹件2、编程尺寸的确定1）、计算各节点的坐标尺寸2-1如图2-1所示将零件图用AUTOCAD画出，利用CAD中的相关功能计算出上图中各节点的坐标。3、毛坯选择1）毛坯分析根据零件的设计和运用领域等方面，零件形状尺寸、力学性能、批量大小以及学校现有的设备要求，选择零件的材料。①：材料的力学性能：退火钢抗拉强度:≥600(MPa)；屈服强度:≥355(MPa)；延长率:≥16%断面收缩率:≥40%；布氏硬度:≤197（HB）；②：批量大小：小批量生产③：零件形状尺寸：由零件凸模1-1、凹模1-4图样尺寸为116mm×116mm×34mm，④：学校现有的设备：立式加工中心2）毛坯的选择选择毛坯尺寸为116mm×116mm×34mm的铝材，类型为型材。4、工艺过程的设计1）选择定位基准：通常毛料未经任何处理时，外表有一层硬皮，硬度很高，很容易磨损刀具，在选择走刀方式时加以考虑选择逆铣，还有毛刺，装夹前应进行钳工去毛刺处理，再以面作为粗基准加工精基准定位面。凸件：任选116mm×34mm的面用面铣刀加工，即为定位基准。凹件：任选116mm×34mm的面用面铣刀加工，即为定位基准2）选择毛坯各表面加工方法：表面的加工顺序是先里后外，先粗后精，先面后孔的方法划分加工步骤，由于轮廓薄壁太薄，对其划分工序考虑要全面，先对受力大的部位先加工，对剩余部粗铣后就开始精加工。由于粗精加工同一个部位都用的不是同一把刀，所以选择加工方案要综合考虑。3）确定加工顺序：铣削底面和侧面凸件：粗铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→粗铣内轮廓（挖槽）→编程去除槽内多余残料→铣槽内圆孔→粗铣槽内凹球槽→粗铣外轮廓→粗铣凸台→编程去除多余残料→精铣椭圆槽→精铣槽内球槽→精铣凸台→精铣夹持面。①选择与之前加工完成的116mm×34mm面相邻的116mm×34mm面加工，用夹具将工件夹持稍微可以松动，目测之前加工的面与夹具底面垂直，然后用千分尺测是否垂直，读表后，用扳手轻微修改工件垂直度，直到工件垂直为止，夹紧，然后用面铣刀加工此面。切削量不要太多（1—1.5mm）。②将工件旋转90度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到116mm×113mm×34mm。③将工件旋转90度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到113mm×113mm×34mm。④然后加工113mm×113mm的面，用G92指令和面铣刀将此面稍微洗掉一点（1—1.5mm）。⑤将工件翻过来切削另一面，用G92指令和面铣刀稍微切掉一点，以此面为零点，将工件切削到113mm×113mm×32mm。⑥精铣上平面，工件尺寸铣过之后为113mm×113mm×30mm。⑦粗铣长半轴为X为39短半轴Y为29的椭圆槽，以及去除残料。⑧铣直径为8的内圆孔，粗铣球半径为15的球槽。⑨粗铣凸台，去除多余残料。⑩精铣椭圆槽（X40，Y30），粗铣SR15的球槽，精铣凸台。⑩+1将工件旋转精铣夹持面110mm×110mm×30mm。凹件：粗铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→粗铣凹槽→编程去除凹槽中多余残料→粗铣定位槽→精铣槽底面→精铣定位槽→翻面铣掉夹持面。①选择与之前加工完成的116mm×34mm面相邻的116mm×34mm面加工，用夹具将工件夹持稍微可以松动，目测之前加工的面与夹具底面垂直，然后用千分尺测是否垂直，读表后，用扳手轻微修改工件垂直度，直到工件垂直为止，夹紧，然后用面铣刀加工此面。切削量不要太多（1—1.5mm）。②将工件旋转90度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到116mm×113mm×34mm。③将工件旋转90度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到113mm×113mm×34mm。④然后加工113mm×113mm的面，用G92指令和面铣刀将此面稍微洗掉一点（1—1.5mm）。⑤将工件翻过来切削另一面，用G92指令和面铣刀稍微切掉一点，以此面为零点，将工件切削到113mm×113mm×32mm。⑥精铣上平面，工件尺寸铣过之后为113mm×113mm×30mm。⑦粗铣长半轴为X为31短半轴Y为21的椭圆槽，以及去除残料。以及两个定位槽。⑧精铣椭圆槽（X32，Y22），精铣定位槽。⑨将工件旋转精铣夹持面110mm×110mm×30mm。4）确定走刀路线定义：数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹。根据零件图样，确定走刀路线（即加工工时最短，又能保证质量），下面确定该走刀路线：配合件走刀路线：先粗、精加工椭圆的外轮廓→粗、精加工内腔及球槽→粗精加工定位台5、选择机床、工艺装备1）数控机床及系统选用加工中心（FAUNC——VMC850）加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。2）选择工艺装备（1）夹具的选择机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。按进给方式铣床夹具可分为直线进给式、靠模进给式和圆周进给式三种。1、直线进给式铣床夹具：这类铣床夹具用得最多，夹具安装