槽轮零件的数控加工工艺分析与编程-毕业设计.docx
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1、苏州市职业大学机电工程学院毕业设计学号:145302144苏州市职业大学毕业设计 课题槽轮零件的数控加工工艺分析与编程学生姓名: 专业班级: 14数控技术1班 学院 (部): 机电工程学院 校内指导教师: 校外指导教师: 完成日期: 2017年 5月 摘 要:本文设计课题是毛坯尺寸为122mm*122mm*45mm的箱盖类零件,材料为45钢,采用数控机床加工,最终尺寸为120mm*120mm*43mm。本零件的主要的加工位置包括封闭的环槽,开放的凹槽,拔叉槽,凸起,圆角,光孔及螺纹。主要的几何形状是二维平面,少部分的三维。分为两次装夹工件,加工的难点为螺纹孔,拔槽以及两处的圆角。根据零件图形绘
2、制出cad零件图,编写出零件的加工工艺和加工工序。需要分析每一特征的尺寸精度和表面粗糙度以及零件的相互位置精度。需要注意夹具刀具以及量具的选择,将这些工作做完之后编制出安全可靠并且可以在数控铣床床上面进行加工的程序。由于手工编程的不便,我便利用CAM软件自动生成程序。本次编程的选择的系统是日本生产的法兰克数控加工系统。 关键词:CAD;数控加工;加工工艺;尺寸Abstract:The design subject is 122mm * 122mm * 45mm box cover type parts, materials are 45 steel, and the nc machine to
3、ol is processed, the final dimension is 120mm * 120mm * 43mm. The main processing position of this part consists of closed ring groove, open groove, fork groove, bulge, round Angle, aperture and thread. The main geometric shapes are two-dimensional planes, a small number of three-dimensional shapes.
4、 It is divided into two parts, the difficulty of processing is the thread hole, the groove and the rounded corners of the two parts. Draw cad parts drawings according to the parts drawings, and write the machining process and processing procedure of the parts.The accuracy of each feature is analyzed
5、 and the accuracy of the surface roughness and the location accuracy of the parts are analyzed. Need to pay attention to jig tool and measuring tool selection, the work was finished after compiled for safe and reliable and can be processed on CNC milling machine bed process. Because of the inconveni
6、ence of manual programming, I use CAM software to automatically generate programs.The system of choice for this program is the frankish digital processing system made in Japan. Keywords: CAD CNC machining machining technology sizeIII目 录摘要2绪论2第一章 零件的工艺性及生产类型的确定51.1零件的工艺分析61.2零件的生产类型8第二章 选择毛坯、确定毛坯尺寸92
7、.1选择毛坯92.2确定毛坯尺寸10第三章 选择定位基准及加工方法113.1定位基准的选择113.2零件表面加工方法的选择11第四章 工序设计、制定工艺路线124.1选择加工设备与工艺装备124.1.1选择机床134.1.2选择夹具134.1.3选择刀具134.1.4选择量具134.2制定工艺路线14第五章 确定切削用量175.1切削用量17第六章 主要操作步骤及加工206.1 确定编程原点226.2 加工23设计体会24致谢词25参考文献26附录.27 附录1数控加工刀具卡片.27 附录2数控加工工序卡片.28附录3主要加工程序.30附录4零件图.42IV 绪论从21世纪末开始,我国的重型工
8、业进入飞速发展的阶段,一些大型的工业设备开始占据机械发展的主流,我们国家机械制造业开始向大国重器迈进。随着机械设备的发展,对机械的的精度也有了越来越高的要求,一些高精度高复杂性的产品也越来越多。普通的加工设备已经不能满足现代化工业发展的需求。所以以plc可编程逻辑控制器为控制系统的机床产生了。这种系统是以数字代码控制加工设备达到一自动化运行的效果。这种设备改变了传统加工的模式,为机械加工提供了新的加工方式,可以提高机械产品精度。简化加工工艺和加工速度。在上个世纪六十年代,一名数控铣床加工师傅如果想成为中级铣工的话,需要具备铣削圆弧的能力,但是如果使用数控机床的话,一个刚刚进入行业一个月的数控铣
9、加工师傅就可以具备加工圆弧的能力。所以数控数字化加工机床提高了整个机械加工行业的水平。目前我国的数控机床以普通型经济型机床为主,这种类型的数控机床,只能加工一些精度要求一般的零件,这种类型的设备的生产以及饱和,但是我国高精度的加工中心和多轴加工加工落后于欧美等发达国家。并且现在我国市场上主流的数控系统还是日本的法兰克系统和德国的西门子系统为主,这些数控加工系统占据了我国大部分的数控加工市场。我国自产的数控加工系统代表为华中数控系统和广州数控系统。目前很多机床开始安装国产的数控加工系统,并且在市场中占有一席之地。 为了更好锻炼自己,学习数控加工,数控编程能力,让我以后能够走的更远,往精密加工,大
10、型机械装备方便努力,为充分体现自己三年来在学校的知识,本次设计需要使用到加工工艺知识来进行编写加工工艺卡和工序卡,其中需要用到软件技能的操作知识来绘制加工图纸。使用编程技术来编程数控加工程序,仿真验证程序没有错误之后来进行加工。在加工时可以根据计算好的数据和选择的刀具,量具进行加工。这次的毕业设计对我的综合能力有了一次新的提升。1 零件的工艺性及生产类型的确定1.1 零件的工艺分析图1-1 零件图正面图1-2 零件图细节槽轮零件是机械设计中最常见的结构,比如老式电影放映机就是用的槽轮传动结构,但是作为数控加工零件来讲,整体结构还是比较复杂。首先对零件的结构特征进行分析。1.2 零件的生产类型通
11、过观察零件图纸,可以知道零件已标注表面粗糙度,基本以Ra=1.6m为主,未标注表面粗糙度Ra=6.3m为主。根据图纸要求,没有标注表面粗糙度的位置,可以通过任何加工途径获得。所以我选择四个零件为主,表面粗糙度Ra=6.3m的位置,以去除毛坯材料的方式获得。在确定零件的生产类型一般有三种:1:单件生产。比如:数控技能大赛。在比赛中的零件都是加工一件。2:批量生产。比如:生产一些螺丝钉,螺帽,或者是垫片等等这些。使用量比较大的标准件。3:大量生产。比如比亚迪公司在生产汽铣,苹果公司在生产手机一样,一年到头的大量生产。根据以上的分析,本次的设计,选择为单件生产,因为在非标机械设计中,设计一套槽轮传动
12、机构就可以满足零件加工需求了。2 选择毛坯、确定毛坯尺寸2.1 选择毛坯零件毛坯的选择与零件的加工工艺和零件本身的工作场合有密不可分的关系,比如数控车床的床身毛坯设计的是铸造毛坯,这样的做发是因为数控车床本身工作在振动比较大的场合,尺寸精度并不高,但是加工位置比较多,采用一般的加工方法,不方便加工,所以选择的毛坯类型为铸造毛坯。其次在选择毛坯时,需要注意零件的结构和外形,如果毛坯结构比较复杂,就要选择铸造或者是锻造毛坯。如果是阶梯轴类零件,每一个轴的直径相差不是很大,就可以选择棒料,也就是型材毛坯。如果相差很大的话,比如小端直径10大端直径100,那么就可以选择锻造零件。在选择毛坯时,首先,要
13、选择接近于零件尺寸的毛坯,这样可以减少机械加工的时间和走刀的次数,尤其是减少走空刀的次数。其次应该选择一些高精度的毛坯,尤其是在单件生产的时候,可以减少加工的次数,从而延长刀具的寿命,提高加工效率。所以本次设计选择45钢,型材毛坯,毛坯调质处理2.2 确定毛坯尺寸零件的最大外轮廓尺寸为120x120x43mm,设计毛坯的毛坯尺寸为。图2-1 毛坯图3 选择定位基准及加工方法3.1定位基准的选择在机械加工中,定位基准是有一定的选择原则的,当然这些原则只能是起到参考作用,在实际加工中,一切以加工出合适的零件为目标。定位基准的选择,决定了零件质量的好坏,也能够保证零件的尺寸精度和形位精度,在一定程度
14、上也影响了加工工序的安排。机械加工中的定位基准进行划分的话可以分为,粗加工定位基准和精加工定位基准。零件的精加工选择是有一定的选择基准的,比如是基准重合,基准统一等。精加工定位基准的选择原则是为了更好地保证每一个加工表面的尺寸精度和形位精度,同时减少多次装夹提高加工效率。在选择粗加工基准的时候,尽量要以没有加工过的表面,或者是表面余量,较为均匀的表面均匀的表面为粗加工基准。本次设计的零件首先以毛坯面为粗加工基准,加工出多边形槽等加工特征,然后掉头装夹以多边形为定位基准,加工出U型槽的一端。3.2 零件表面加工方法的选择槽轮零件整体长度尺寸为120mm,最大外形呈长方体分布,零件未注表面粗糙度R
15、a=3.2m。查机械设计制造技术基础表1-11可以得知零件加工精度IT8级。使用粗铣半精铣精铣加工可以满足加工要求。槽轮特征分布在120mm的正方体上面,槽的内部度尺寸12mm,零件表面粗糙Ra=3.2m,查机械设计制造技术基础表1-11可以得知零件加工精度IT8级。使用粗铣半精铣精铣加工可以满足加工要求。槽的外部度尺寸20mm,零件表面粗糙Ra=3.2m,查机械设计制造技术基础表1-11可以得知零件加工精度IT8级。使用粗铣半精铣精铣加工可以满足加工要求。槽的内部结构分布在120外圆,槽通过R20圆弧链接,R20圆弧的宽度尺寸为67.8mm,查机械设计制造技术基础表1-11可以得知零件加工精
16、度IT8级。使用粗铣半精铣精铣加工可以满足加工要求。槽的深度尺寸为8mm,正负偏差0.03mm,查机械设计制造技术基础表1-11可以得知零件加工精度IT8级。使用粗铣半精铣精铣加工可以满足加工要求。零件内部结构由螺纹和阶梯孔组成,M36内螺纹,螺纹角度60,螺纹加工精度7H使用铣削螺纹的加工方法可以达到。螺纹内径加工到34,零件表面粗糙Ra=3.2m,16内孔,上偏差为0.1mm,下偏差为0mm,查机械设计制造技术基础表1-9可以得知零件加工精度IT8级。查机械设计制造技术基础表1-10可以得知零件加工精度IT8级。使用钻孔扩孔铰孔加工可以满足加工要求。4 工序设计、制定工艺路线4.1 选择加
17、工设备与工艺装备4.1.1选择机床机床选择的原则:要保证加工零件的技术要求,加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。数控铣床的型号:CK5032,机床的数控系统为FANUC-0iT.4.1.2选择夹具在数控铣床床加工中使用的夹具比较简单,一般使用平口钳装夹和压板装夹,有的时候选择电磁吸盘进行装夹,本次设计选择平口钳装夹。这种夹具是在数控铣床上比较常见的机械装置。使用平口钳把手转动平口钳,平口钳上面的动钳口就可以在轴向移动,一直到加紧为止,如果零件过大可以使用两个平口钳或者是多个平口钳同时装夹,但是平口钳是梯形螺纹传动的,这种螺纹有自锁和快递传动的能力,但是如果一直传
18、动平口钳把手的话,动钳口还是可以移动的,所以要注意加紧的力度。4.1.3选择刀具数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点,能够正确选择刀刃具及切削用量。数控刀具有以下特点:刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;互换性好,便于快速换刀;寿命高,切削性能稳定、可靠;刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;系列化、标准化,以利于编程和刀具管理。 经过查表后现选用刀具如下:零件名称刀具号刀具规格刀具用途槽轮T0150mm硬质合金端面粗铣刀铣削上
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