毕业设计(论文)-零件的数控铣加工工艺设计及编程加工(28页).doc
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1、-毕业设计(论文)-零件的数控铣加工工艺设计及编程加工-第 3 页茂名职业技术学院毕 业 设 计题目 零件的数控铣加工工艺设计及编程加工系 (部) 机电信息 专 业 计算机辅助设计与制造 班 级 14-计辅 姓 名 指导教师 日 期 2016 年 05 月 08 日毕业设计任务书机电信息 系辅助设计与制造专业 D14-计辅 班 学生 林先旭 毕业设计工作自 20 年 月 日起至 20 年 月 日止一、毕业设计题目: 零件的数控铣加工工艺设计及编程加工二、 设计参数直径为20面铣刀;直径为12的立铣刀;直径为6的球头铣刀;直径为6中心钻和直径为14的钻头;直径为12的镗刀镗孔。三、设计任务要求1
2、装配图1张(用A1图纸计算机绘制)。2绘制两个工作零件图(计算机绘图, 交三维图和二维工程图各1张图纸)。3编制主要工作零件的加工工艺过程和数控加工编程。 4编写8000字以上毕业设计说明书一份(A4幅面打印并装订成册)。 四、设计进度要求1设计准备、总体方案设计。 ( 年 月 日至 年 月 日)2零件加工工艺分析。 ( 年 月 日至 年 月 日)3零件加工工艺分析与设计过程。 ( 年 月 日至 年 月 日)4. 数控加工工艺卡片。 ( 年 月 日至 年 月 日)5. 程序设计。 ( 年 月 日至 年 月 日)6. 试制加工、工艺评估。 ( 年 月 日至 年 月 日)7编写设计说明书。 ( 年
3、 月 日至 年 月 日)8毕业设计答辩及总结。 ( 年 月 日至 年 月 日)五、毕业设计达到的目标1培养并提高学生的绘图、熟悉设计手册和图册资料的使用、查阅文献等基本技能;实验研究的能力;技术经济分析和组织工作的能力;正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。2培养调查、收集、加工各种信息的能力和获取新知识的能力。3培养创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。 指导教师签名 年 月 日教研室主任(组长)签名 年 月 日目录摘要(1)前言(2)一、 数控加工工艺的相关概念(3)二、 加工过程(4)1.零件加工工艺性分析及总体加工工艺安排(4)1)零件图纸工艺分析(4)2)加
4、工工艺路线设计(4)3)机床的选择(4)4)装夹方案及夹具选择(4)5)刀具选择(4)6)切削用量的选择(5)7)填写数控加工工序卡和刀具卡(6)2.零件加工工艺过程分析与设计(9)1)图纸分析(9)2)检查图纸的完整性与正确性(9)3)零件的结构工艺性分析(9)4)零件毛坯的工艺分析(10)5)拟定数控铣削加工工艺路线(10)3.刀具设备的的选用、装夹方案及工艺参数的确定、数控加工工艺卡片(11)1)数控铣削机床选择(11)2)找正装夹及夹具选择(11)3)刀具的选择(11)三、数控编程(13)1.Mastercam绘图(13)2.主要程序(16)四、体会(18)五、致谢(19)六、参考文献
5、(20)项 目计算过程及说明结 果摘要 近几年来,机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工,普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动,电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品,是数控机床的心脏。具有高精度,高效率,柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路,是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造业已成为大、中型企业的主要技术装备。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术;是制造业实现自动的化、柔性化、集成化生产的基础;是提高产品质量、提
6、高劳动生产率必不可少的物质手段;是国防现代化的重要战略物质;是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。项 目计算过程及说明结 果前言 课题研究的零件设计到了铣削面、铣削轮廓、挖槽、钻孔等需要多道工序才能完
7、成,全面复习和巩固数控铣削加工基本知识,并运用所学知识解决实际设计问题、提高分析问题、解决问题的能力。掌握各种手册、文献资料在设计中的运用方法。本课题针对零件总体的工艺设计、主要工序的数控加工工艺设计及实际的加工训练,全面了解了壳体类零件的加工要求和总体生产过程、质量的控制及保证措施。关键词:零件设计、工艺分析、工艺过程项 目计算过程及说明结 果第一章、数控加工工艺的相关基本概念1.机床参数:包括主轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度。2.干涉:切削被加工表面时,如刀具切到不应该切的部分,称为出现干涉或过切。3.刀具轨迹和刀位点:刀具轨迹是系统按给定工艺要求生成的对给定加工图形进行切削时刀具进
8、行的路线。系统图以图形方式显示。刀具轨迹有一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线(直线插补)或圆弧(圆弧插补)组成。4.加工余量:车削加工是一个去除余量的过程,即从毛坯开始逐步除去多余的材料,以得到需要的零件。这种过程往往由粗加工和精加工构成,必要时还需进行半精加工,即需要经过多道工序的加工。在前一道工序中,往往要给下一道工序留下一定的余量。5.加工误差:刀具轨迹和实际加工模型的偏差即加工误差。在实际加工中,通常会选择工件坐标系作为数控程序原点。工件坐标系的合理确定,对数控编程及加工时的找正都很重要。为提高零件加工精度,程序原点应尽量选在零件的设计基准和工艺基准上,如以孔定位的工件,以孔的中
9、心为程序原点就比较合适。程序原点也可以选在两条垂直平面的交线上,这样不论是用铣刀还是测头都可以很容易的找到交线的位置。数控加工工艺的特点1)数控加工工艺内容要求十分具体、详细2)数控加工工艺设计要求严密、精确3)制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算4)要考虑进给速度对零件形状精度的影响5)强调刀具选择的重要性6)数控加工工艺的加工工序相对集中 项 目计算过程及说明结 果第二章、加工过程1.零件加工工艺性分析及总体加工工艺安排 1)零件图纸工艺分析 零件图纸工艺分析包括审查图纸、分析零件结构工艺性、吃寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求。该案例零件图纸的尺寸标
10、注完整、正确,符合加工要求加工部位清楚明确。该加工材料45钢,为结构对称的实心材料。加工内容有轮廓铣削、挖槽加工、钻孔、圆弧等;加工内容设计随广但并不复杂,是典型的适合数控铣削类加工的盒体零件。该零件要求最高的粗糙度Ra为1.6m,要求较高;直径为45mm的凹槽垂直度为0.02mm,要求稍高;最高允许差为0.1mm。 2)加工工艺路线设计 加工工艺路线包括选择加工方法、划分加工阶段、划分工序、加工顺序的安排和确定进给加工路线等。根据该案例零件图纸的要求对厚度为1.57的薄壁和直径为45mm的凹槽应该选择半精加工-精加工的加工方法,另外加工时为了不损坏薄壁而达到更高的精度,加工深度为8mm和10
11、mm的凹槽时应留足够的精加工余量。根据加工方法该零件的加工工序划分按粗、半精、精加工分序法划分。加工顺序按先粗后精的的原则确定。 3)机床的选择 不同的零件要选用不同的机床加工,比如:回转体零件适合在数控车床上进行加工,盘类零件、箱体零件应选用数控铣床或加工中心。该案例零件加工需要多把到来进行加工,为了提高效率、节省时间再加上现阶段学校的实训设备有限,我们应该选用发那科数控加工中心。 4)装夹方案及夹具选择 装夹方案及夹具选择我们要根据加工零件的规格、大小、结构特点、加工部位、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求,确定 零件的定位、装夹方案及夹具。该案例零件前后左右结构对称,高度方
12、向尺寸以下平面及相互垂直的两侧面作为定位基准定位。再根据数控铣削零件常用的找正装夹方法进行装夹加工。该案例零件只是单批生产,且加工工件的宽度尺寸自己有160mm,在平口台虎钳的夹持范围之内,所以可以选用平口台虎钳找正虎钳后进行工件装夹加工。 5)刀具选择 刀具选择主要根据加工零件余量的大小、结构特点、材质、热处理硬度、加工部位、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求,结合刀具材料正确合理地选择刀具。该案例零件加工部位有外轮廓、挖槽加工、钻空、圆弧等,立铣刀(硬质合金)可以加工深度为10mm/20 mm的槽,槽底的精度Ra为3.2m容易达到;厚度为1.57mm的薄壁精度和孔内精度Ra为
13、1.6m要求较高难以保证,需要粗加工留有足够的加工余量的同时要半精加工精加工;直径为45的圆槽垂直度为0.02mm要求稍高最后还需半精加工-精加工即可。其他的部位只需粗加工半精加工精加工,不会存在铣削平面接力痕迹问题,零件图纸要求的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度也容易保证。 6)切削用量的选择 切削用量选择主要根据加工零件余量大小、材质、热处理硬度、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求,结合所选刀具和拟定的加工工艺路线,正确合理地选择切削用量。数控铣削的切削用量包括切削速度Vc(计算主轴转速n)、进给速度F、背吃刀量或侧吃刀量。 根据上述加工工艺路线设计,该案例零件部分加工需要半精
14、加工才可精 加工,为了保证加工薄壁的精度Ra为1.6m,直径为45的圆槽垂直度为0.02mm,加工该零件粗铣时背吃刀量取2mm,半精铣时背吃刀量取1.1mm,精铣时背吃刀量取0.1mm。粗铣时切削速度Vc选65m/min,每齿进给量z选0.2mm/z;半精铣时切削速度Vc选70m/min,每齿进给量z选0.2mm/z;精铣时切削速度Vc选85m/min,每齿进给量z选0.06mm/z。主轴转速n和进给速度F按有关公式计算得出,详情看数控加工工序卡。有关公式F=zZn n=1000Vc/(3.14xd) (主轴转速)铣削加工的切削速度参考值工件材料硬度(HBS)Vc(m/min)高速钢铣刀硬质合
15、金铣刀钢22518-4266-150225-32512-3654-120325-4256-2136-75铸铁19021-3666-150190-2609-1845-90260-3204.5-1021-307) 填写数控加工工序卡及刀具卡 单位名称茂名职业技术学院产品名称零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称加工设备车间O0001平口台虎钳加工中心工步号工 步内 容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)检测工具备注1粗铣毛坯表面T01面铣刀204501502精铣毛坯表面T01面铣刀206001203粗铣两角平台留有0.1mm的余量T02立铣刀123501204精铣两
16、角平台T02立铣刀12500805采用环切法粗铣深度为10的凹槽(包括凸台)单边留1.5mmT02立铣刀122871146采用环切法半精铣铣深度为10的凹槽(包括凸台)单边留0.1mmT02立铣刀125001007采用环切法精铣铣深度为10的凹槽(包括凸台)至尺寸T02立铣刀12800908 粗铣深度为8mm/20mm内型腔,单边留1.5mmT02立铣刀123001309 半精铣铣深度为8mm/20mm内型腔,单边留0.1mmT02立铣刀1250011010 精铣深度为8mm/20mm内型腔,至尺寸T02立铣刀1270010011粗精铣半径为3/8的倒圆T03球头铣刀64508012中心钻点孔
17、T04中心钻650010013钻孔至图纸深度T05钻头143008014对孔进行半精镗单边留0.1mmT06镗刀123009015对孔进行精镗至尺寸T06镗刀1245060制表审核批准 年 月 日共 页第 页 项 目计算过程及说明结 果课题零件数控加工刀具卡产品名称及代号零件名称凹模零件图号序号刀具号刀 具加工表面备注规格名称数量刀长1T0120mm硬质合金面铣刀1实测毛坯2T0212mm硬质合金立铣刀1实测挖槽、两角平台、内型腔3T036mm硬质合金球头铣刀1实测倒角4T046mm硬质合金中心钻1实测点孔5T0514mm硬质合金钻头1实测钻孔6T0612mm硬质合金镗刀1实测精镗孔编制审核批
18、准年 月日共 页第 页项 目计算过程及说明结 果2. 零件加工工艺过程分析与设计1) 图纸分析 数控铣削零件图纸工艺分析包括分析零件图纸技术要求、检查零件图的完整和正确性、零件的结构工艺性分析和零件毛坯的工艺性分析。1.分析零件图纸技术要求分析零件图纸的技术要求考虑的如下:(1)各加工表面的尺寸精度要求。(2)各加工表面的几何精度要求。(3)各加工表面之间相互位置精度要求。(4)各加工表面粗糙度要求以及表面质量方面的其他要求。(5)热处理要求及其他要求。该加工案例总体来看图纸技术要求也不算是很高。只是部分有点困难比如:加工一个厚度为1.57的薄壁精度Ra为1.6m;加工的三个孔的精度Ra为1.
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- 毕业设计 论文 零件 数控 加工 工艺 设计 编程 28
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