精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工本科学位论文.doc
《精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工本科学位论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工本科学位论文.doc(55页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、蚌埠学院本科毕业设计(论文)毕业设计(论文)精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工系 别 :专业(班级):作者(学号):指导教师:完成日期: 目 录摘 要4Abstract51 绪论61.1 本课题研究的背景61.2 数控设备的简介61.3 本论文研究的目的与意义71.4 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点72 零件图的分析102.1 图样分析102.2 零件图的分析103 数控加工的准备阶段113.1 刀具与工具的选择113.1.1 刀具的选择113.1.2 刀具参数的选择123.2 装夹方式和夹具的选择193.1.1 装夹方式193.1.2 夹具的选择194 加工工艺分析194.1 加工
2、工艺分析194.1.1 加工难点分析194.1.2 基准的选择214.2 加工工序分析214.2.1 加工工序难点分析214.2.2 加工工序的确定225程序的编制266总结44谢辞45参考文献46附录 1:数控加工工艺卡片47附录 2:数控加工工序卡片51精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工摘 要:本文介绍了复杂铣削类零件数控工艺与编程加工,主要步骤有对零件图样进行分析,确定加工工艺过程;计算走刀轨迹,得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。进行数控工艺分析时要进行多次试验以保证最优的方案。需要用到的主要机床是数控铣床和加工中心,数控铣床是现代数控技术最重要的装备。
3、它的发展是信息技术(IT)与制造技术(MT)结合发展的结果。数控技术是现代制造业中重要的组成部分,Proe是建立在现代制造技术基础上的。本文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤,并通过实例详细的介绍了数控加工工艺与编程的方法。关键字:加工工艺;数控编程;数控铣床;加工中心;ProeTechnology and programming of precision and complex partsAbstract: This paper introduces the Technology and programming of precision and complex pa
4、rt, the main steps included the analysis the pattern of every parts, determine the processing process .Calculate the trail of the knife, obtain the cutter location data of the knife. Compose the NC program. Manufacture the controlled medium. Proofread the program and the first trial cut. In order to
5、 ensure the optimal solution, the experiment are carried out for NC process analysis. The main tool used to is NC milling machine and center of machining, the NC milling machine is one of the most important equipment of modern CNC technology. The development of the NC milling machine is the result o
6、f the development of IT and MT. The NC technology is the important part of modern manufacturing industry. P roe is based on the modern manufacturing technology. This paper introduces the characteristic of the NC machine machining process analysis and the general steps of NC programming .And the meth
7、od of processing technology and programming of NC is introduced through examples.Keywords: processing technic;NC programming;NC milling machine;machining center;P roe1 绪论1.1 本课题研究的背景随着科学技术的进步与发展,数控技术的应用已日趋普及,现代的数控加工技术使得机械制造过程发生了显著变化。现代数控加工技术是指高效、优质的实现产品零件特别是复杂形状零件加工的有关理论、方法与实现技术,它是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加
8、工的基础与关键技术。数控加工过程包括有给定的零件加工要求(零件图纸、CAD数据或实物模型)进行加工的全过程,一般来说,数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两方面。 数控工艺与编程加工是以数控机床加工中的工艺和编程问题为研究对象的一门加工技术。它以机械制造中的工艺和编程的基本理论为基础,结合数控机床的特点,综合运用多方面的知识解决面临的数控加工中的工艺和编程问题。数控工艺与编程加工的内容包括机械加工工艺和数控加工程序编制的基本知识和基本理论,典型零件加工工艺分析和数控加工程序编制的方法等。数控工艺与编程的研究宗旨是如何科学的、最优地设计加工工艺和加工程序,充分发挥数控机床的特点,实现在
9、数控加工中的优质、高产和低耗。1.2 数控设备的简介本次设计用到的主要有数控铣床和加工中心。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。数控铣床是数控加工中一类重要的机床,它能够进行铣削、钻削、铰孔、攻螺纹孔、切削螺纹等工艺过程;数控铣削加工中心则进一步具有刀库和自动换刀机构,在工件的一次装夹中,可以集铣、钻、镗等加工为一体,对两个或两个以上的表面自动完成加工,生产效率高,加工质量好,适合箱体、立体曲面、型腔等非回转体的加工。数控铣削中心又有立式或卧式两种。数控铣床及其加工中心的编程有刀
10、具半径自动补偿、刀具长度自动补偿和孔加工固定循环指令。1.3 本论文研究的目的与意义通过本次设计,我们应基本掌握数控加工工艺的基本知识和基本理论,学会针对某一具体工件,掌握数控加工工艺设计方法;初步具有制订中等复杂程度零件的数控加工工艺和解决生产中一般工艺问题的能力。使我们了解了数控工艺与编程技术已成为现代制造系统中不可或缺的基础技术,数控工艺与编程技术的应用在制造业中日益普及,极大地推动了计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、柔性制造系统(FMS),计算机集成制造系统(CIMS)与自动化工厂(FA)的发展,并已成为现今制造技术的基础和重要组成部分。通过本次设计可以使我们更加深刻的认识数控工
11、艺与编程,现阶段发展存在的问题和需要解决的问题。1.4 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点数控加工工艺与常规加工工艺在工艺设计过程和设计原则上是基本相似的,但是数控工艺也有不同于常规加工工艺的特点。由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床,使得数控加工具有自动化程度高、精度高、质量稳定、生成率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺也与常规加工工艺有一定的差异。表1-1 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点数控加工工艺常规加工工艺加工工艺内容 所有工艺问题必须事先设计和安排好,并编入加工程序中。数控工艺不近包括详细的切削加工步骤,还包括夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内
12、容,以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中还需要确定详细的各种工艺参数 许多具体工艺问题,如工歩的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等,在很大程度上由操作人员根据自己的实际经验和习惯自行考虑和决定,一般无须工艺人员 在设计工艺规程进行过多的规定,零件的尺寸精度也可由试切保证加工工艺要求 自适应较差,加工过程中可能遇到很多问题,在遇到问题必须事先精心考虑,否则将会导致严重的后果。如在数控机床攻螺纹时,数控机床不知道是否已挤满试切,是否需要退刀清理切屑再继续加工 常规加工工艺在加工时可以根据过程中出现的问题比较自由地进行人为调整加工工序内容 在数控机床上加工零
13、件时,工序卡片中应该包括详细的工歩内容和工艺参数等信息,在编制数控加工程序时,每个动作、没过参数都应体现其中,以控制数控机床完成数控加工。由于数控机床的运行成本和对操作人员的要求相对较高,在安排数控加工零件时一般应先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工能明显提高效率和提高质量得复杂零件。相应的工件的工艺也就复杂的多 在普通机床上加工零件时,工序卡片的内容比较简单。很多内容,如走刀路线的安排、切削用量的大小等,可由操作人员自行决定数学处理和编程尺寸设定值的计算 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸再简单再现,在对零件进行数学处理和计算时,编程尺寸设定值要根据零件公差要求和零件的形状几何关系重新调整
14、计算,才能合理的编程尺寸 在普通机床上进行加工时就不需要或者简单的进行计算就可以了刀具的选择和进给率的选择 复杂形面的加工编程通常采用自动编程的方式,自动编程中必须选定刀具再生成刀具中心运动轨迹,所以对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说,若刀具预选不当,所编制的程序不再通用,只能重新生成程序。在数控机床中,刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据插补原理分析,在数控系统已经定的条件下,进给率越快,则插补精度就越低,导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显 在普通机床上进行加工时,就可以根据加工时的具体情况,由操作人员进行适当调整,比较有选择性。但是在精度和质量方面不如前者。
15、刀具的移动轨迹完全有操作者进行操作,可以用试切来完成所需要的精度要求择加工工艺的特殊要求 数控机床刚度好,所配的刀具也较好,所以机床试削用量比较大,加工效率也比较高。现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中,变现为工序数目少,工序内容多,并且在数控机床上尽可能安排复杂的工序,所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂 普通机床的刚性不如数控机床的好,刀具也不如数控机床的好,所以试削用量和加工效率也不高。在加工时的工序没有具体的要求,只要能加工出零件,加工工序和工工工歩相对来说比较少程序的编写、校验与修改 划分工序、选择设备等重要内容对数控加工工艺来说属于已基本确定的内容,所以制定数控加
16、工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析,关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件,即是编程问题,当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺的最大不同之处 2 零件图的分析2.1 图样分析毛坯材料为45钢调质处理,性能比较稳定,组织细化,适宜加工。毛坯成品为厚板类件,见图。毛坯一面已铣完,且能满足图样的粗糙度要求,可以作为切削面使用。图 2-1 毛坯图2.2 零件图的分析根据图样和技术要求分析,重要的环节有5处:1)AA视图中,孔对基准A的同轴度。2)AA视图中,孔对A基准的位置度、垂直度。3)BB视图中,对C基准的同轴度。4)BB视图中
17、,孔对A基准的位置度,对A、B基准的垂直度。5)左视图中与接齐。图 2-2 零件图3 数控加工的准备阶段3.1 刀具与工具的选择3.1.1 刀具的选择加工使用的刀具共有九把刀具,它们分别是:T01,直径为可转位面铣刀,此刀刚性较好,是精加工的主要工具。T02,直径为的直柄钻头。T03,直径为的硬质合金立铣刀,端刃不过中心,必能垂直向下进刀,此刀主要用于精加工。T04,直径钻头。 T05,直径的机铣刀。T06,直径的机夹立铣刀,端刃不过中心,不能垂直向下进刀。T07,直径的球头立铣刀。T08,直径的键槽铣刀。T09,直径的单刀螺纹铣刀。表 3-1 刀具清单序号名称刀具规格/mm长度/mm齿数材质
18、数量备注1立铣刀12703涂层高速钢22可转位面铣刀501004硬质合金1可用于侧铣3球头铣刀8602硬质合金14机夹立铣刀161002硬质合金1可用于侧铣5直柄钻头11952高速钢16直柄铰刀161304高速钢17锥柄钻头15.81302高速钢18单刃螺纹铣刀25、螺距1.51001硬质合金19键槽铣刀6502高速钢13.1.2 刀具参数的选择切削加工中,根据加工要求(加工质量、加工效率和加工成本)选用适宜的切削速度、进给量和背吃刀量。、称为切削用量三要素。切削用量的选择原则:切削用量的选择,对生产效率、加工成本和加工质量均有重要影响。所谓合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下,能取得较高
19、的生产效率和较低的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有:工件的加工要求,包括加工质量要求和生产效率要求;刀具材料的切削性能;机床性能,包括动力特性(功率、转矩)和运动特性;刀具寿命要求。选择切削用量的基本原则是:首先选取尽可能大的背吃刀量;其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件(粗加工时)或已加工表面粗糙度要求(精加工时),选取尽可能大的进给量;最后查表和手册或根据公式计算确定切削速度。(1) 背吃刀量的选择粗加工时,背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。由于粗加工时是以提高粗产率为主要目标,所以在留出半精加工、精加工余量后,应尽量将粗加工余量一次切除。一般可达810。当遇到断续
20、切削、加工余量太大或不均匀时,则应充分考虑分几次走刀切削,背吃刀量应依次递减。精加工应根据精加工工序余量确定背吃刀量。为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般留0.20.5mm。 (2) 主轴转速n的选择从理论上说,n的值越大越好,这样不仅可以提高生产率,而且可以避免生成积卸瘤的临界速度,获得较低的表面粗糙度值。但在实际上由于机床、刀具等的限制,在选择时应高综合考虑个方面要素,选择比较适宜的转速。转速计算公式为式中v切削速度; d刀具的直径;(3) 进给速度的选择 粗加工时一般尽量可能的取最大每齿进给速度,每齿进给速度的取值主要考虑刀具的强度,对于立铣刀而言,直径越大,刀刃数越多,其刀具
21、强度就越大,允许的每齿进给速度就越大;在一定的每齿进给速度,切削深度、切削宽度的取值过大,将会导致切削力过大,一方面可能会超出机床额定负载或损坏刀具;另一方面,如果切削速度也较大,可能会超出机床额定功率。通常如果切削深度必须取大值的时候,切削宽度就必须取小值。曲面轮廓的精加工的每齿进给速度、切削深度、切削宽度一般比较小,切削力很小,因此取很高的切削速度也不会超出机床的额定功率。粗加工时,过高的切削速度主要引起温度和切削功率过大,精加工时过高的切削速度主要受温度的限制。通常,铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定,允许的极限切削速度也就一定。进给速度v是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移,单位
22、mm/min。它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量fz(mm/z)的关系为:每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高,fz越小,反之则越大;工件表面粗糙度值越小,fz就越小;硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀本次设计刀具参数的选择如下:1.T01 可转位面铣刀刀具材质为硬质合金,可用于侧铣,刀具齿数为3齿。所用参考书为机械加工工艺手册,一下简称手册。综合各方面的因素选择,v一般可取粗铣:精铣:由公式可得主轴转速为:粗铣时:精铣时:查手册表8-14,可知铣刀每齿的进给量为,可取粗铣精铣:由公式则可得出进给速度为:粗铣
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精密 复杂 铣削 零件 数控 工艺 编程 加工 本科 学位 论文
限制150内