丘比特之箭的工艺设计与编程加工毕业设计成果说明书.pdf
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1、2目目录录一、零件图一、零件图.3(一)零件图样.3(二)分析零件图样.3二、毛坯简图二、毛坯简图.5(一)毛坯视图.5(二)毛坯选择分析.5三、零件加工工艺过程分析三、零件加工工艺过程分析.7(一)设备选择1.7(二)工艺分析与设计.71.确定装夹方案.72.基准2.83.制定加工路线及加工方案.84.刀具选用.105.确定切削用量参数.116.制定加工工艺.127.编写加工工艺卡.14四、加工程序四、加工程序.15五、作品图片五、作品图片.26六、毕业设计总结六、毕业设计总结.27七、致谢七、致谢.28八、参考文献八、参考文献.29附录附录.303一、零件图(一)零件图样(二)分析零件图样
2、1.精度分析:由于工件是独立存在,无需配合,包含圆弧、斜角等所以尺寸公差等级保持在 IT7 即可,未注公差等级按 GB1800-2000-m 检测。为了保证零件精度要求,在粗加工过后,需要用新铣刀对零件进行精加工,从而保证零件精度要求。2.形位公差分析图 1-1 零件图4(1)由于零件用于观赏,所以不允许平面具有宏观凹凸高度相对于理想平面的偏差过大,平面度的误差应控制在 0.05mm。(2)为了保证零件的美观,零件上下两个面应保持平行,上平面相对于下底面平行的误差不允许超过 0.03mm。3.表面粗糙度分析:零件作为观赏所用得工艺品零件,需要具有良好的视觉感受与触感。表面粗糙度一般是由所采用的
3、加工方法和其他因素决定的。根据表面粗糙度应用原则,表面粗糙度较小,能提高零件的光泽度与光滑度,延长零件的使用寿命,但考虑到过低的表面粗糙度会提高加工费用与耗时,以及需要好的刀具与机床等条件,上下表面粗糙度应设置为 Ra1.6,其余表面粗糙度为 3.2。5二、毛坯简图(一)毛坯视图(二)毛坯选择分析(1)工艺性原则:零件的使用要求决定了零件毛坯的特点。零件需要美观,所以要求毛坯需要具有良好的光泽性,因此优先考虑有色金属。图 2-4 轴等测图图 2-1 主视图图 2-3 俯视图图 2-2 侧视图6(2)适应性原则:零件毛坯的成形方案选择中,需要考虑到零件毛坯的适应能力。零件作为工艺品,要有良好的外
4、形保持能力,要求毛坯有优秀的耐磨与耐腐蚀能力。(3)生产条件兼顾原则:零件毛坯的成形方案还要根据现场生产产品条件来选择。根据现有的制造设备状况,最好选择硬度较低、便于加工的毛坯。(4)经济性原则:使零件毛坯的制造的材料费,毛坯制造的能耗费降到最低。根据现有的经济条件,应选用常见的普通材料。根据以上原则,毛坯应选用铝合金,一般铝合金的耐腐蚀性越好,其表面表面阳极处理性能、表面处理性能和涂装性能越出色。因为 1 系纯铝耐腐蚀性最佳,且易于加工,所以选择 1 系纯铝,材料号为 1A99,尺寸为 19012013mm。7三、零件加工工艺过程分析(一)设备选择1(1)工艺适用性原则:所选用的数控设备须适
5、应被加工零件的形状尺寸、尺寸精度和生产节拍等要求。(2)形状尺寸适应性:所选用的数控设备必须能适应被加工零件合理群组的形状尺寸要求。(3)加工精度适应性:所选择的数控设备必须满足被加工零件群组的精度要求。根据以上原则以及现有条件选择数控 VMC850 线轨加工中心,系统 FANUC-0iMD。(二)工艺分析与设计1.确定装夹方案由于该零件毛坯为长方体,且加工后的零件不为对称图形,根据图形特点,用压板装夹。压板是一种在加工中经常使用的辅助夹具,主要作用是使被加工件,在加工过程中起到不颤动,不位移的作用。压板自身强度高,体积小,操作灵活简便。图3-1 数控VMC850线轨加工中心图 3-2 压板8
6、2.基准2(1)设计基准:在零件图上用以确定其他点、线、面位置的基准。因为零件设计、制图和加工编程的便捷,选用草图坐标系为设计基准。(2)工艺基准:零件在加工和装配过程中所选用的基准。本零件无需装配,在加工时,选用草图坐标系为加工原点。按其用途不同,又分为以下四种工序基准:在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置精度的基准。选用最左边的 R15 圆弧为横向工序基准,选用右边心形交于 R15 的圆角 R1 为纵向工序基准。定位基准:在加工中,使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。此工件的定位基准与设计基准一致。测量基准:用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。同工序基准一致。
7、装配基准:装配时用以确定零件在部件和产品中位置的基准。零件为独立工件,无需装配。3.制定加工路线及加工方案(1)加工区域规划对加工对象进行分析,按其形状、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象划分成数个加工区域。对加工区域进行规划可以到提高加工效率和加工质量的目的。零件存在 1mm的高度差,所以内轮廓加工分两个区域加工,如下图所示(红色为优先加工区域)图 3-3 加工区域图9(2)加工工艺路线规划合理安排零件从粗加工到精加工的数控加工工艺路线,进行加工余量的分配。(红色线条为粗加工,绿色线条为精加工)图3-4 红心区域粗加工图图 3-5 红心区域底面精加工图图 3-6 红心区域侧面精加工图图 3
8、-7 上表面精加工图图 3-8 外轮廓粗加工图图 3-9 外轮廓精加工图10(3)数控加工编程方法的选择由于零件较为复杂,为了提高效率与加工方便,选择 UG 自动编程,按照确定的加工规划内容进行数控加工程序编制。4.刀具选用(1)所需刀具平头铣刀:进行粗铣,去除毛坯。由于上表面的红色优先加工区域,存在凸出地方,两凸起之间的竖直距离为 14.1cm,所以刀具直径应小于 14.1cm。最终刀具直径为 10cm,设为一号刀具(T0101)。平头铣刀:进行粗铣,去除毛坯。由于外轮廓圆弧连接处圆角为 R1cm,所以选用直径为 1cm 的平头刀粗铣外轮廓,设为二号刀具(T0202)。平头铣刀:进行精加工,
9、去除余量。由于上表面的红色优先加工区域,存在凸出地方,两凸起之间的竖直距离为 14.1cm,所以刀具直径应小于 14.1cm,用于精加工应尽量选用磨损较小的铣刀,优先选用新的刀具。最终刀具直径为 10cm,设为三号刀具(T0303)。平头铣刀:进行精加工,去除余量。由于外轮廓圆弧连接处圆角为 R1cm,所以选用直径为 1cm 的平头刀粗铣外轮廓,用于精加工应尽量选用磨损较小的铣刀,优先选用新的刀具。设为四号号刀具(T0404)。如上图所示 a 为10 粗加工平头铣刀,b 为10 精加工10 平头铣刀,c 为图 3-10 刀具图abcd111 粗加工平头铣刀,d 为1 精加工平头铣刀。5.确定切
10、削用量参数(1)切削用量介绍3切削用量是切削时各运动参数的总称,包括切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)。切削速度:是刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度。c(*)/1000c 线速度(m/min)D:刀具直径(mm)S:主轴转速(rpm)粗加工切削速度:c10(3.14*10*1000)/100031.4C1(3.14*1*1000)/10003.14精加工切削速度:C10(3.14*10*3000)/100094.2c1(3.14*10*3000)/10009.42进给量:刀具在进给方向方向上相对工件的位移量。*zF:进给量(mm/min)S:转速(rpm)Z:刃
11、数z:(实际每刃进给)背吃刀量:垂直于进给方向的切削层最大尺寸。加工类型数控车削零件名称丘比特之箭零件图号01程序号1504序号刀具号刀具名称刀具型号规格数量加工表面备注1T0101平头铣刀101工件上表面粗加工2T0202平头铣刀11工件外轮廓表面粗加工3T0303平头铣刀101工件上表面精加工4T0404平头铣刀11工件外轮廓表面精加工表 3-1 数控刀具表12ap=(dw-dm)/2dw工件待加工表面的直径(mm);dm工件已加工表面的直径(mm)(2)切削用量选择原则4提高刀具耐用度的原则,并且保证加工质量。粗加工切削用量选择原则:首先选取尽可能大的被吃刀量,其次根据机床动力和刚性的限
12、制条件,选取尽可能大的进给量,最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度。精加工切削用量选择原则:首先根据粗加工余量确定背吃刀量,其次根据工件表面粗糙度要求,选取较小的进给量,最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选取较大的切削速度。加工轮廓及孔切削用量参数背吃刀量mm侧吃刀 mm进给速 mm/r切削速度 mm/min主轴转速 r/min上表面粗加工1.950.131.41000上表面精加工0.150.01394.23000外轮廓粗加工10.50.053.141000外轮廓精加工0.10.50.0079.4230006.制定加工工艺(1)选用20 的立铣刀,加工如图 4-1 所示的左侧红色心,加工深度 2
13、.9mm,背吃刀量 1.5mm,表面留 0.1mm 余量,内轮廓部分留 0.2mm 余量,进行精加工。(2)选用20 的立铣刀,加工工件上表面,加工深度 1.9mm,表面留 0.1mm余量进行精加工。(3)选用20 的精加工立铣刀,加工上表面,加工深度 2mm,背吃刀量 0.1mm。(4)选用20 的精加工立铣刀,加工图 3-3 所示的红心区域上表面,加工深度 3mm,背吃刀量 0.1mm,进行底面精加工,内轮廓部分留 0.2mm 余量。(5)选用20 的精加工立铣刀,加工图 3-3 所示的红心区域内轮廓部分,加工深度 2.9mm,侧吃刀量 0.2mm,底面留 0.1mm 余量。表 3-2 切
14、削用量参数表13(6)选用1 的立铣刀,加工工件外轮廓,加工深度 10mm,背吃刀量 1mm,侧面留 0.2mm 余量。(7)选用1 的精加工立铣刀,加工外轮廓,加工深度 10mm,背吃刀量 10mm,侧吃刀量 0.2mm。147.编写加工工艺卡零件名称零件名称丘比特之箭丘比特之箭毛坯种类毛坯种类铝合金铝合金 1A99毛坯规格毛坯规格19012012013mm13mm工工序序号号工序名称工序名称工工步步号号工序工步内容工序工步内容设备名称及型号设备名称及型号工艺装备工艺装备工艺简图工艺简图夹具夹具刀具刀具量具量具1数铣1粗加工红心区域Vmc850 加工中心压板10平头铣刀内径千分尺2精加工红心
15、区域Vmc850 加工中心压板10平头铣刀内径千分尺3粗加工外轮廓Vmc850 加工中心压板1 平头铣刀外径千分尺4精加工外轮廓Vmc850 加工中心压板1 平头铣刀外径千分尺表 3-3 数控加工工艺表15四、加工程序%O1504N0010G21G54G80G94G40G17G90N0011M06T0101N0020G91Z0.0N0040G00G90X-33.1997Y8.664S3000M03N0050G43Z28.N0060Z10.N0070G01X-34.3827Y7.8722Z9.6183F100.M08N0080X-35.2396Y6.73Z9.2367N0090X-35.6983
16、Y5.3778Z8.855N0100X-35.7134Y3.9499Z8.4733N0110X-35.2833Y2.5883Z8.0917N0120X-34.4507Y1.4283Z7.71N0130X-33.2983Y.585Z7.3283N0140X-31.9408Y.1423Z6.9467N0150X-30.5129Y.1442Z6.565N0160X-29.1565Y.5905Z6.1833N0170X-28.0064Y1.4368Z5.8017N0180X-27.1769Y2.599Z5.42N0190X-26.7503Y3.9618Z5.0383N0200X-26.7692Y5.3
17、895Z4.6567N0210X-27.2315Y6.7405Z4.275N0220X-28.0914Y7.8805Z3.8933N0230X-29.2634Y8.6962Z3.5117N0240X-30.6311Y9.1065Z3.13N0250X-32.0586Y9.0707Z2.7483N0260X-33.404Y8.5924Z2.3667N0270X-34.5337Y7.719Z1.985N0280X-35.3354Y6.5374Z1.6033N0290X-35.7294Y5.165Z1.2217N0300X-35.6767Y3.738Z.84N0310X-35.1824Y2.3984
18、Z.4583N0320X-34.2957Y1.2791Z.0767N0330X-33.1047Y.4915Z-.305N0340X-31.7276Y.1138Z-.6867N0350X-30.3014Y.1834Z-1.0683N0460G03X-23.6932Y-13.1405I31.8186J14.58N0470G01X-23.4833Y-13.4259N0480X-.6967Y-.27N0490X7.1033Y-13.78N0500X-11.2772Y-24.392N0510G02X-2.6Y-31.8731I-94.8428J-118.7807N0520X0.0Y-35.3731I-8
19、.1726J-8.7868N0530X.1222Y-35.1311I10.7726J-5.2868N0540G01X-.0664Y-35.2399N0550G03X-2.6Y-31.8731I-10.7063J-5.42N0560X-5.1773Y-29.5305I-103.52J-111.2996N0570G01X4.1688Y-24.1345N0580G03X6.2254Y-28.1941I12.1741J3.6167N0590X6.4194Y-28.4391I5.9749J4.5332N0600G02X12.2003Y-23.6609I99.7006J-114.7336N0610X13.
20、2462Y-16.3404I4.1426J3.1431N0620G03X17.6156Y-12.3741I-17.7462J23.9397N0630G01X12.0496Y-7.3472N0640G03X16.1275Y-.8739I-16.5496J14.9466N0650X11.9875Y1.1135I-2.1275J.8739N0660G02X9.1977Y-2.4075I-11.9875J6.6325N0670G01X12.0496Y-7.3472N0680X17.6156Y-12.3741N0690G03X23.065Y-3.7237I-22.1156J19.9734N0700X5.
21、425Y4.7444I-9.065J3.7237N0710G02X-5.425I-5.425J3.0016N0720G03X-9.8825Y8.893I-8.575J-4.7444N0730G02X-12.7237Y14.9456I2.1848J4.7187表 4-1 粗铣红心区域(O1504)10 平头铣刀16N0360X-28.9827Y.7195Z-1.45N0370X-24.9243Y3.0627N0380G02X-26.9648Y7.5441I17.2266J10.5491N0390X-20.3976Y13.5673I12.9648J-7.5441N0400G03X-13.0332Y
22、2.0869I12.6999J.0445N0410G02X-12.3878Y1.6404I-.9668J-2.0869N0420G01X-27.2333Y-6.9307N0430G03X-27.3186Y-6.9807I3.75J-6.4952N0440G01Z8.55N0450Z-1.45N0740G01Z8.55N0750G00X-27.3186Y-6.9807N0760G01Z-1.45N0770G03X-23.6932Y-13.1405I31.8186J14.58N0780G01X-23.4833Y-13.4259N0790X-.6967Y-.27N0800X7.1033Y-13.78
23、N0810X-11.2772Y-24.392N0820Z8.55M3017%O1505N0010G21G54G80G94G40G17G90N0011M06T0303N0020G90Z0.0N0040G00G90X-10.9243Y-10.4296S987M03N0050G43Z28.N0060Z10.N0070G01X-10.9871Y-9.0226Z9.6224F100.M08N0080X-10.5837Y-7.6687Z9.2448N0090X-9.7828Y-6.5048Z8.8672N0100X-8.6623Y-5.6443Z8.4897N0110X-7.3313Y-5.1708Z8.
24、1121N0120X-5.9191Y-5.1304Z7.7345N0130X-4.5631Y-5.5269Z7.3569N0140X-3.3952Y-6.3219Z6.9793N0150X-2.5291Y-7.4381Z6.6017N0160X-2.0488Y-8.7667Z6.2241N0170X-2.0013Y-10.1787Z5.8466N0180X-2.391Y-11.5367Z5.469N0190X-3.1801Y-12.7085Z5.0914N0200X-4.2918Y-13.5803Z4.7138N0210X-5.618Y-14.0672Z4.3362N0220X-7.0297Y
25、-14.1219Z3.9586N0230X-8.3897Y-13.7391Z3.581N0240X-9.5655Y-12.9559Z3.2034N0250X-10.4429Y-11.8486Z2.8259N0260X-10.9365Y-10.5249Z2.4483N0270X-10.9983Y-9.1134Z2.0707N0280X-10.6223Y-7.7516Z1.6931N0290X-9.8451Y-6.5718Z1.3155N0300X-8.7423Y-5.6889Z.9379N0310X-7.421Y-5.1886Z.5603N0320X-6.0099Y-5.1196Z.1828N0
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