机加工论文顶板的机械加工制造.docx
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机加工论文顶板的机械加工制造
丽水职业技术学院
机电信息分院
毕业设计
顶板的机械加工制造
学生学号:
学生姓名:
导师姓名:
班 级专业名称
提交日期答辩日期
年月
摘要
随着顶板工艺的广泛应用于国民经济中,再加上随着数控技术和机械CAD/CAM的发展,顶板模的发展和迅速。
它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。
本课题就是以顶板加工制造的题目设计的,首先要设计它的工艺规程,合理的选用刀具、加工顺序及工件的装夹等,机床上加工零件时,要把工件在各机床上的夹具设计出来,其目的是以最合理或较方便的操作方法完成加工任务,并且介绍数控机床加工工艺所涉及的基础知识和基本原则,掌握机械加工制造;掌握机械加工工艺工序设计及工艺卡片编写的原则。
关键字:
二维图形;机械加工工艺;设计工装夹具
目录
一.引言4
二.设计图纸的分析制定加工工艺规程4
2.1顶板图形的工艺分析4
2.2定位基准选择6
2.3加工设备选择6
三.顶板底面的加工6
3.1底面图形的工艺分析6
3.2选择加工方法7
3.3确定加工顺序7
3.4确定装夹方案8
3.5刀具选择8
3.6切削用量的选择8
3.6.1制订切削用量时考虑的因素8
3.6.2刀具寿命的选择原则9
四.总结评价9
致谢10
参考文献:
11
附录:
12
一.引言
顶板模是顶板加工工艺装备之一,被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。
顶板具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件,适合大批量生产的优点,在某些领域已取代机械加工,并正逐步扩大其工艺范围。
因此,顶板技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。
但同时,顶板技术的推广受到投入成本低,模具成本高,不适应中小生产规模的特点。
但是总的说来,随着我国经济实力的进一步加强,模具行业,包括冷压模一定会得到更普及地应用。
通过该毕业设计,达到以下目的:
初步掌握编制机械加工工艺规程的方法,通过查阅资料能合理的编制机械加工工艺、机械加工工序卡片、机械加工刀序卡片等工艺文件,能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案,能使用CAD正确绘制机械零件的二维图形。
二.设计图纸的分析制定加工工艺规程
2.1顶板图形的工艺分析
如图2-1所示其结构形状,下面就该零件的工艺分析过程进行分析。
图2-1顶板零件图
图2-2顶板的主视图
1.结构分析:
如图2-2所示零件由长方体表面、凸台、通孔、螺纹孔、倒斜角、型腔、沉孔等构成。
2.精度分析:
列出加工要求较高面的尺寸、形状、位置等要求。
结构
尺寸
形状
位置
Φ20的孔(共4个)
Φ20H7
孔
底面
Φ16的孔(共2个)
Φ20
孔
底面
Φ12的沉孔(共3个)
Φ12
沉孔
底面
M12螺纹孔(共8个)
M12
螺纹孔
底面
面加工精度达1.6通过粗精铣可达要求,顶部平面和斜面加工精度达1.6,先铣在粗磨最后精磨可达要求。
其余加工精度为12.6,只要粗铣加工就可以达到要求。
3.毛坯余量分析:
工件粗加工的余量为0.8,精加工为0.05,毛坯为380×270的铸件。
4.技术要求分析:
铸件表面要没有异常凸起或凹陷,铸件不得有气孔和砂眼,铸件要经过人工时效处理
5.工艺性分析:
铸件,需要经过铣削、钻孔、绞孔、攻丝等的加工,加工需要多次装夹,多次翻转,工序繁多。
2.2定位基准选择
在机械加工中,以同一基准定位十分重要。
因此往往需要设置一些辅助基准。
基准选择原则如下:
一、粗基准选择——可靠方便地加工精基准
1)保证不加工面与加工面间的位置关系——选择不加工面作粗基准。
2)定位稳定可靠,简单方便——选大面、平整面,无缺陷。
3)合理分配各面加工余量——应保证各加工面有足够的余量;某些重要面使其加工余量均匀。
4)同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次。
二、精基准的选择——可靠保证主要加工表面间的相互位置精度
1)基准重合原则——选设计基准为定位基准。
2)基准统一原则——尽可能在多数工序中用一组精基准定位。
3)定位稳定准确,简单方便的原则——选面大、精度高的面为精基准。
4)互为基准原则——为加工余量均匀,位置精度高——反复加工。
5)自为基准原则——要求余量小而均匀——选加工面本身为精基准。
底板类零件的定位较为简单,加工上平面时以底面为粗基准,加工底面时以上平面为精基准,两平面互为基准。
钻孔时用底面定位,后面靠两点,右边靠一点定位。
2.3加工设备选择
粗精铣上平面,底面时采用升降台式铣床XA6132加工。
此类铣床属于通用机床,可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽齿轮等。
可选配万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件,扩大加工范围。
4个φ20mm,,2个φ16mm,3个φ12mm的通孔和8个M12的螺纹孔在立式台钻上一次装夹全部钻出。
三.顶板底面的加工
本工序的任务是在钻床上完成孔与攻丝的加工。
零件材料为铸铁HT200,其机械加工工艺分析如下。
3.1底面图形的工艺分析
该零件主要由平面、外轮廓以及孔组成,其中φ20(底面共4个)、φ16(底面共2个)、φ12(底面共3个)的孔的表面粗糙度要求很高。
顶部的表面粗糙度均为Ra1.6。
低部和中部粗糙度Ra3.2,型腔加工精度要达Ra1.6,该零件材料为铸铁,切削加工性能较好。
根据上述分析,加工底部和中部平面时要先粗铣再精铣,在加工粗糙度为Ra1.6的φ20(底面共4个)、φ16(底面共2个)、φ12(底面共3个)先钻孔,再绞孔两个步骤进行,以保证表面粗糙度要求。
在加工型腔时要先粗铣,再半精铣,最后精铣。
如图3-1顶板的底面图
3.2选择加工方法
1.在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm时,如果圆周铣削的加工余量小于6mm,先粗铣一次再精铣进给就可以达到要求,但在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可多次粗铣最后精铣进给完成。
2.在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8~3.2μm时,可分粗铣,粗磨,精磨三步进行。
粗磨时背吃刀量或侧吃刀量取1.5~2mm精磨时圆周铣侧吃刀量取0.3~0.5mm,面磨背吃刀量取0.5~1mm。
3.孔加工方法的选择。
用专用夹具安装钻孔。
3.3确定加工顺序
按照“基面先行,先面后孔,先粗后精”的原则确定加工顺序。
选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,并注意尽快获得精基准,在选择时如果要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀,则应该选择该表面为粗基准;作为粗基准的表面,应该尽量平整光洁,有一定面积,以使工件定位可靠,夹紧方便;粗基准在同一尺寸方向上只能用一次,因为毛坯面粗糙度要求较低,重复使用将会产生较大的误差。
选择精基准时要遵守基准重合原则,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
3.4确定装夹方案
根据零件的结构特点,φ20(底面共4个)、φ16(底面共2个)、φ12(底面共3个)的孔都在底面上,设计专用夹具。
加工上平面时用底面定位用台虎钳夹紧,加工下表面时以上表面定位用台虎钳夹紧,加工斜面时用下表面定位用台虎钳夹紧,钻攻螺纹孔先预钻φ10的孔。
3.5刀具选择
1.顶部采用端铣刀加工,根据侧吃刀量选择端铣刀直径,使铣刀工作时有合理的切入,切出角,且铣刀直径应量包括工件整个加工宽度,以提高加工精度和效率,并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。
2.底部采用立铣刀加工,铣刀半径只受轮廓最小曲率半径限制,φ60的端铣刀。
3.孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。
孔的刀具卡片
φ14的中心钻
φ11.8钻头M12丝锥
φ11.8钻头φ12绞刀
φ15.8钻头φ16绞刀
φ19.8钻头φ20绞刀
3.6切削用量的选择
该零件材料切削性能好,铣削平面时,留0.5mm精加工余量,孔加工锪孔余量留0.3mm。
选择主轴转速与进给速度时,选查切削用量手册、确定切削速度与每齿进给量然后计算主轴转速与进给速度。
3.6.1制订切削用量时考虑的因素
1.切削加工生产率
在切削加工中,金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系,即其中任一参数增大一倍,都可使生产率提高一倍。
然而由于刀具寿命的制约,当任一参数增大时,其它二参数必须减小。
因此,在制订切削用量时,三要素获得最佳组合,此时的高生产率才是合理的。
2.刀具寿命
切削用量三要素对刀具寿命影响的大小,按顺序为v、f、ap。
因此,从保证合理的刀具寿命出发,在确定切削用量时,首先应采用尽可能大的背吃刀量;然后再选用大的进给量;最后求出切削速度。
3.加工表面粗糙度
精加工时,增大进给量将增大加工表面粗糙度值。
因此,它是精加工时抑制生产率提高的主要素。
3.6.2刀具寿命的选择原则
切削用量与刀具寿命有密切关系。
在制定切削用量时,应首先选择合理的刀具寿命,而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。
选择刀具寿命时可考虑如下几点:
1.根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
2.对于机夹可转位刀具,由于换刀时间短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选得低些。
3.对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具,刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。
4.大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
四.总结评价
在毕业设计工作中,我还学习了依据毕业题目进行资料的调查、收集、加工;有助于我们掌握有关的程序、方法与技术规范,提高零件图的设计计算、图纸绘制的能力。
通过这次毕业设计,我们应能树立正确的设计思想;培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;在工作设计中,更应该树立正确的工程意识与经济意识,树立明确的生产观点、经济观点与全局观点。
在这几个月的毕业设计中,我学到了零件的工艺分析,数控机床的选用,零件工艺方案设计,加工余量、切削用量、机床夹具的选择,设计等内容。
最终完成零件的机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片、工件的定位和夹紧方案、机械刀具卡片。
并且在学习以上知识的同时也练习了CAD、UG等知识,既完成了课程,又对以往学习是知识进行了完整的复习,所以说收益匪浅啊,马上即将踏上工作岗位,这次学习正好为我的将来打下坚实的基础,让我更好的适应工作环境,同时也锻炼了我坚忍不拔、迎难而上的精神,锻炼了我发现问题、解决问题的能力,是我的专业知识和水平更加完善。
致谢
这次做毕业设计,确实受益匪浅,不仅起到了温故而知新的作用,而且更让自己拓宽了知识面,接触了解了更多数控技术。
以前学过的知识,在通过毕业设计得到了巩固和深化,并纠正了以往不是很确切的理解,而且,更为宝贵的是整个设计涉及到了很多以前没学过的内容,在老师们不倦教导的基础上,使自己掌握了很多理论知识。
三年的大学生活在这个季节即将划上一个句号,而于我的人生却只是一个逗号,我将面对又一次征程的开始。
三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下,走得辛苦却也收获满囊,在论文即将付梓之际,思绪万千,心情久久不能平静。
计算机,将我们从枯燥的书本中解救了出来,我们无须再在图书馆里东寻西觅,只要一敲键盘,我们就能方便快捷地搞定所需的一切,是我们写论文的大功臣。
因此,他是我所应感谢的第一人。
本论文是在指导老师严晓敏悉心指导下完成的。
导师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。
授人以鱼不如授人以渔,置身其间,耳濡目染,潜移默化,不仅使我树立了远大的学术目标,掌握了基本的研究方法和思考方式,还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。
本论文从选题到完成,每一步都是在导师的指导下完成的,倾注了导师大量的心血。
在此,谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢!
最后我要感谢感谢在毕业设计中被我引用或参考的论著的作者。
还有图书馆的管理员们所提供的宝贵资料,还有丽水网络信息图书馆。
在此,谨向他们致以最真诚的谢意。
由于我能力有限,设计中还有许多不足之处,恳请老师们批评指正。
不胜感激!
参考文献:
[1]王爱玲主编.机床数控技术.北京:
高等教育出版社.2006-01
[2]杨黎明主编.机床夹具设计手册.北京:
国防工业出版社.2006-05
[3]王侃夫主编.数控机床控制技术与系统.北京:
机械工业出版社.2007-02
[4]李善术主编.数控机床及其应用.北京:
机械工业出版社.2008-08
[5]罗辑主编.数控加工工艺及刀具.重庆:
重庆大学出版社.2006-07
[6]陈军.基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术研究.天津大学2007-03
[7]刘长清.数控铣削过程离线优化技术研究.哈尔滨工业大学2006-05
[8]赵海涛.数控机床热误差模态分析、测点布置及建模研究.上海交通大学2008-03
附录:
顶板的编程
%0001
G54G17
GOOXOYOZ42
G41G00X-190Y-150D01
G43G00Z0H01
G01Z-5R80
M98P100
G01Z-10R80
M98P100
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M05
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X-119.5
Y10
U10V10R10
M99
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