数控工艺毕业设计说明书.docx
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1、 摘 要近几十年来,世界各国十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批量、多变零件加工的数控加工技术。在机械制造业中,大量采用以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术,并将机械技术与现代控制技术、传感检测技、信息处理技术、网络通信技术有机地结合在一起,使其生产方式发生了革命性变化。目前数控技术和数控机床正不断更新换代,向高速度、多功能、智能化、开放型以及高可靠性等方面迅速发发展。数控技术的应用和数控机床的生产量已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的得要标志。 目前采用数控加工是解决该类零件圆弧曲面、锥面和高精要求圆柱面最有效的加工方法,装配件中轴类零件要求更高,是连接或转换的关键部件,也是较难加
2、工的零件。数控加工工艺制定和编程是实现其高精度和高效率加工的重要环节。装配件的数控加工中涉及到零件图样工艺分析、加工方法和加工顺序的确定、装夹方案和夹具的选择、选择刀具及确定切削用量等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,完成装配,件数控加工。 着重说明了数控加工工艺的主要内容、选择数控刀具是应考虑的因素、工件的装夹与定位、定位误差的概念和产生原因、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定、工序顺序的安排、切削参数的选择、数控机床的选择及其主要加工对象等。其中轴类零件、底座类零件的加工工艺分析、工艺路线的拟定、程序的编程既是重点又是难点。关键词:装配件,工艺分析,数控编程,工序确定,装夹方案与
3、夹具选择ABSTRACTIn recent decades, countries in the world attach great importance to the development of can effectively solve the problem of complex, precision, small batches, changeable parts processing CNC machining technology. In the mechanical manufacturing industry, using a large number of micro-el
4、ectronics technology and computer technology as the foundation of the numerical control technology, and mechanical technology and modern control technology, sensor technology, information processing technology, network communication technology are combined together organically, make its produced mea
5、ns to produce revolutionary change. The current numerical control technology and numerical control machine tools are constantly upgrading, to high speed, multi-functional, intelligent, open and high reliability, rapid development. The application of numerical control technology and CNC machine tool
6、production has become the measure of a country's level of industrialization and technical level to mark.At present uses the numerical control processing is to solve the parts arc curved surface, conical surface and cylindrical surface of high precision requirements of the most effective method o
7、f processing equipment parts, shaft parts is more demanding, is connected or the conversion key component, is also more difficult to machining parts. NC processing technology development and programming is to achieve high precision and high efficiency processingimportant link.Equipment parts in the
8、NC machining process analysis involves the drawings, processing methods and processing order determination, clamping scheme and fixture selection, selection of the cutters and determine the amount of cutting and key technologies. Through to these technical links and research, equipment parts NC mach
9、ining.Focus on the CNC machining process, CNC tool is main content selection should consider the factors, clamping and positioning, positioning error concept and cause parts of the graphics, mathematical processing and programming size setting value determination, process sequence arrangement, the s
10、election of cutting parameters in NC machine tool, the selection and the main processing object. The shaft parts, chassis parts of the process analysis, process route plan, programming are both important and difficult.KEY WORDS:Assembly parts,Process analysis, numerical control programming, a proces
11、s determining, clamping scheme selection and fixture目录摘要2Abstract3一、数控加工工艺的选择要求51、数控加工工艺内容选择 52、数控加工工艺设计方法 7二、装备件的工艺设计 101、轴类零件101.1 轴类零件工艺分析 101.2 轴类零件工艺卡 151.3 轴类零件加工程序 172、底座类零件192.1 底座类零件工艺分析 192.2 底座类零件工艺卡 23 2.3 底座类零件加工程序 24总结 30致谢 31主要参考资料 32附:轴零件图、底盘零件图一、数控加工工艺的选择要求1、数控加工工艺内容选择对于一个零件来说,并非全部加
12、工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序,这样才能充分发挥数控加工的优势。1.1选择并确定进行数控加工的内容1. 适于数控加工的内容一般情况下通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容,例如: 由轮廓曲线构成的回转;表面具有微小尺寸要求的结构表面;同一表面采用多种设计要求的结构表面间有严格关系的要求的表面。 一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。2. 不适于数控加工的内容一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品
13、质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。下列一些内容不宜选择采用数控加工:(1) 占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准,需用专用工装协调的内容;(2) 加工部位分散,需要多次安装、设置原点。(3) 按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。1.2对零件图进行数控加工工艺分析1. 结构工艺性分析(1) 零件结构工艺性 零件结构工艺性是指在满足使用要求前提下零件加工的可行性和经济性,即所设计的零件结构应便于加工成型并且成本低、效率高。对零件进行结构工艺性分析时要充分反映数控加工的特色,一定要
14、把重点放在零件图纸和毛坯图纸初步设计与设计定型之间的工艺性审查与分析上。(2) 零件结构工艺性分析的主要内容a 审查与分析零件图纸中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。b 审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是否充分、正确。c 审查与分析在数控机床上加工时零件结构的合理性。2. 精度及技术要求分析只有在分析零件精度和表面粗糙度的基础上,才能对加工方法、装夹方式、进给路线、刀具及切削用量等进行正确而合理的选择。主要包括:一. 分析精度及各项技术要求是否齐全、合理。二. 分析本工序的数控加工精度能否达到图样要求,若达不到,需采取其它措施弥补的话,注意给后续工序留有余量。三. 找出图样上有
15、较高位置精度要求的表面,这些表面应在一次安装下完成。四. 对表面粗糙度要求较高的表面,应确定用恒线速切削。数控加工是一种基于的加工,分析数控加工工艺过程不可避免地要进行数字分析和计算。对零件图形的数字处理正是数控加工这一特点的突出体现。(一)编程原点的选择 同一个零件,同样的加工由于编程原点选的不同,尺寸字中得数据就不一样,所以变成之前首先要选定编程原点。从理论上说,编程原点选在任何位置都是可以的。但实际上,为了换算尽可能简便以及尺寸较为直观(至少让部分点的指令值与零件上的尺寸值相同),应尽可能把编程原点的位置选的合理,编程原点的确定原则为: (1)将编程原点选在设计基准上并以设计基准为定位基
16、准,这样可避免基准不重合而产生的误差及不必要的尺寸换算。 (2)容易找正对刀,对刀误差小。 (3)编程方便。 (4)在毛坯上的位置能够容易,准确地确定,并且各面得加工余量均匀。(5)对称零件的编程原点应选在对称中心。一方面可以保证加工余量均匀,另一方面可采用镜像编程,编一个程序加工两个工序,零件的形廓精度高。(二)编程尺寸设定值的确定编程尺寸设定值应为该尺寸误差分散中心,但由于事先无法知道分散中心的确切位置,可先由平均尺寸代替,最后根据试加工结果进行修正,以消除常值系统性误差的影响。编程尺寸设定值确定的步骤(1) 精度高的尺寸处理,将基本尺寸换算成平均尺寸;(2) 几何关系的处理,保持原重要的
17、几何关系,如角度,相切等不变;(3) 精度低的尺寸的调整,通过修改一般尺寸保持零件原有几何关系,使之协调;(4) 节点坐标尺寸的计算,按调整后的尺寸计算有关未知节点的坐标尺寸;(5) 编程尺寸的修正,按调整后的尺寸编程并加工一组工件,测量关键尺寸的实际分散中心并求出常值系统性误差,再按此误改程序。2、数控加工工艺设计方法数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来,为编制加工程序作好准备。2.1机床的选择 当工件表面的加工方法确定之后,机床的种类就基本确定了。为了正确的为每一道工序选择机床,除了充分了解机床的技术性能外,还要考虑以
18、下几点:1. 工序节拍适应性机床的类型应与工序的划分原则相适应,再根据加工对象的批量和生产节拍要求来决定。2. 形状尺寸适应性机床的主要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面的有关尺寸相适应。即小工件则选小规格的机床加工,大工件则选大规格的机床加工。3. 加工精度适应性机床的精度与工序要求的加工精度相适应。机床精度过低,不能保证加工精度,机床精度过高,又会增加零件的制造成本,应根据加工精度要求合理选择,保证有三分之一的储备量。2.2 确定走刀路线和安排工步顺序1. 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,它不但包括了工步的内容,也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应
19、注意以下几点:(1)首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。(2)所定进给路线应能保证工件轮廓表面加工后的精度和粗糙度要求。(3)寻求最短加工路线,可节省定位时间,提高了加工效率。(4)选择使工件在加工后变形小的路线,对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。2. 工步顺序安排的一般原则:(1)先粗后精。(2)先近后远。(3)内外交叉。(4)保证工件加工刚度原则。(5)同一把刀能加工内容连续加工原则。2.3 确定定位和夹紧方案1. 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题:(1)尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一;(2)尽
20、量将工序集中,减少装夹次数,尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面;(3)避免采用占机人工调整时间长的装夹方案;(4)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。2. 夹具的选择:(1)当零件加工批量不大时,应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具,以缩短准备时间,节省生产费用。(2)在成批生产时才考虑采用专用,并力求结构简单,夹具结构应有足够的刚度和强度。(3)因为在数控机床上通常一次装夹完成工件的全部工序,因此应防止工件夹紧引起的变形造成工件加工不良。(4)夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工,即夹具要开敞,加工部位开阔,夹具的定位、夹紧机构元件不能影响加工中的进给。2.4 选择刀
21、具并确定刀具与工件的相对位置 应根据机床的加工能力、工件材料的性质、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选择刀具及刀柄。刀具选择的总原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。选择刀具还要考虑几点:(1)切削性能好(2)精度高(3)可靠性高(4)耐用度高(5)断屑及排屑性能好。对于数控机床来说,在加工开始时,确定刀具与工件的相对位置是很重要的,这一相对位置是通过确认对刀点来实现的。对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点的选择原则如下: (1)所选的对刀点应使程序编制简单; (2)对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置; (3)对刀点应选在加工时检验方便、可靠的
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