毕业设计心形凸台零件的数控铣削加工工艺及其编程Word下载.docx
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数控加工以改善了劳动条件,减轻操作者的劳动强度,消除交叉多次定位夹具测试等工序和辅助操作,有效的提高生产效率。
(2)加工对象的适应性。
加工时改变对象,除了更换工具和方法来解决粗糙外夹紧,只需要重新编写新的程序,而不需要进行其他调整,进而缩短生产准备周期。
(3)加工质量稳定,精度高。
尺寸精度一般为0.005〜0.01毫米,部件的复杂程度不受影响。
因为大多数通过机器的操作,所以消除了人为误差,提高零件的大批量产品的尺寸一致性,并在机器的精确控制使用位置检测装置,从而更加提高数控加工的精确度。
本课题的主要容和主要任务:
(1)主要容
本文重点对心脏形凸台数控加工过程中的问题,如粗选,定位基准的选择,选择钳,切割工具和测量工具的选择,选择在切割这些问题后,完成了分析相关问题的参数的方法,制定合理的处理方案,以及相关的技术文件,数控加工过程的部分编制的发展。
(2)主要任务
1)绘制零件图,您可以自由手绘或使用CAD软件。
2)零件进行工艺分析。
3)制定合理的加工程序,填写工艺卡(如数控加工工艺卡和信用卡处理程序等)。
4)制备的部件的数控加工程序(制剂的手动或自动编程)。
5)书面说明。
一、零件的图样分析
(一)零件的结构特点分析
如图1-1所示零件图,图中有不清晰之处请参加附图,从图中可以看出,该零件的结构为:
一方形板上有一心型凸台、左右两个小凸台、两个腰型槽、2个M10的螺纹盲孔以及中间的光滑通孔组成,这些结构形状较复杂,在普通铣床上难以加工,而在数控铣床上加工这些结构属于易加工产品。
此零件也很典型的反映出数控铣床在机械加工中的应用。
图1-1心型凸台零件图
(二)零件的技术要求分析
从图2.1分析得知,该零件的尺寸精度要求有:
尺寸40的精度等级为IT8级、尺寸38的精度等级为IT8级、尺寸¢
38的精度等级为IT7级、尺寸20的精度等级为IT7级、尺寸11的精度等级为IT8级、尺寸8的精度等级为IT8级,其余未注尺寸公差按IT10进行控制;
表面粗糙度要求有:
Ф38孔的表面、凸台轮廓表面及腰型槽表面的粗糙度要求为,其余加工面的表面粗糙度要求为;
位置度要求有:
心型凸台上表面与底面之间的平行度要求跳动量为0.03,两侧小凸台上表面与底面之间的平行度要求跳动量为0.02。
二、零件的工艺规程设计
(一)毛坯的选择
此零件是板类的零件,所以他的毛坯选择板材,毛坯的材料是铝合金,毛坯尺寸为170mmx130mmx45mm。
(二)定位基准的选择
对于工件定位基准,实际是在确定工件的定位基面。
根据选定的基面是否加工,将定位基准分为粗基准和精基准。
在开始的工序中,只能选择未加工的表面作为定位基准,这种基准称为粗基准。
用加工过的表面作为定位基准,则称为精基准。
在选定位基准时,为了保证工件精度要求,因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。
(1)精基准的选择原则
选择精基准,应能保证加工精度和装夹方便、可靠,可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。
根据其原则,确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。
(2)粗基准的选择原则
选择粗基准的要能保证不加工面和加工面之间位置要求并合理分配加工面的余量,同时要为后续工序提供精基准,可按照不重复使用、重要表面、便于工件装夹、加工余量最小、非加工表面、等原则进行选择。
根据其原则,确定该零件的粗基准为毛坯外边及底面。
(三)装夹方式的选择
机床上加工时为了确保加工的精度,首先必须要让工件在机床上占据一个正确合适的位置,即定位;
然后压牢压紧使得在加工过程中工件位置不变,即夹紧。
从定位到夹紧的过程称之为工件的装夹。
经分析,这个零件需要3次装夹才能完成加工。
第一次装夹是为了铣削零件底面,此次装夹时以毛坯外轮廓定位,采用平口虎钳进行装夹;
第二次装夹时加工零件的外轮廓,此次装夹可以以加工好的底面进行定位,压零件上表面,该夹具具有4个压板,即前后左右,在铣前后边时压左右边的两块压板,铣左右边时压前后边的两块压板;
在第三次装夹时铣削剩余的部分,此次装夹可直接用机用平口虎钳装夹。
(四)表面加工方法的选择
(1)上下两平面的加工方法
其尺寸精度要求较高,表面粗糙度要求不高,故其加工方法可按照粗、精加工进行,在粗加工后留取0.5mm的余量进行精铣。
(2)侧面的加工方法
其表面粗糙度和侧面的尺寸精度要求都不算太高,可直接进行粗铣即可。
(3)心型凸台轮廓加工方法
其尺寸精度要求比较高,而表面粗糙度要求并不高,X、Y向的加工余量比较大,其加工方法需按照粗、精加工进行,且粗加工时余量较多,需要进行X、Y向分层铣削。
(5)Ф38孔的加工方法
该孔的精度要求较高,达到IT7级,因为此孔的直径较大,若选用大铰刀的话,无法加工出合格的表面,故需要进行镗削加工,故选择其加工方法为先钻Ф30mm底孔,再进行扩孔,将其扩至Ф37.5mm,给精镗孔留0.5mm余量,然后再进行精镗孔。
(6)2-M10螺纹孔的加工方法
加工螺纹孔按照常规方法,采用预钻底孔,再攻螺纹的方法。
(五)加工顺序的安排
加工顺序安排的原则是:
先粗后精、先面后孔、基面先行。
根据以上的原则,确定该零件的加工顺序为:
铣底面→铣前后侧面→铣左右侧面→铣上表面→粗铣心型凸台及两侧小凸台→精铣心型凸台及两侧小凸台→粗铣腰型槽→精铣腰型槽→钻中心孔→钻中间孔的底孔Ф30mm→扩孔至Ф37.5→精镗孔至Ф38→钻M10螺纹底孔Ф8.5mm→攻M10螺纹孔。
(六)工艺路线的确定
(1)可能采取工艺路线的方案
(1)工艺路线方案一
工序1:
选择毛坯170mm×
130mm×
45mm。
工序2:
粗精铣底面。
工序3:
铣外轮廓。
工序4:
粗精铣上表面。
工序5:
粗精铣凸台轮廓。
工序6:
粗精铣腰型槽。
工序7:
钻镗Ф38孔。
工序8:
钻攻2-M10螺纹孔。
工序9:
去毛刺。
工序10:
检验。
工序11:
入库。
(2)工艺路线方案二
制造毛坯
铣底面,一次走刀。
铣矩形外轮廓,一次走刀。
铣上表面,凸台,光滑通孔及圆角,螺纹孔。
(2)工艺路线方案比较
对比以上方案分析可知,方案一采用工序分散的方式进行划分工序,方案二采用的是工序集中的方式进行划分工序;
在方案一中需要装夹的次数较多,在加工时容易出现位置度偏差,由于该零件的腰型槽凸台,螺纹孔等部位的加工基准都在零件的对称中心上,并共线,故这几个部位需要在一次装夹中完成,所以综合考虑选择方案二进行加工。
(3)工艺路线的最终确定
根据以上分析比较,选择方案二进行加工,下面再对该方案划分其工步,最终确定的工艺路线如下:
铣底面。
工步1:
粗铣底面,留出0.5mm的加工余量;
工步2:
精铣底面,控制表面粗糙度3.2;
铣前后边;
铣左右边;
工步1:
粗铣铣上表面;
工步2:
精铣上表面,控制总厚度38,表面粗糙度3.2;
工步3:
粗铣凸台轮廓,壁边留0.5mm加工余量;
工步4:
精铣凸台轮廓,控制表面粗糙度1.6;
工步5:
粗铣腰型槽,壁边预留0.5mm加工余量;
工步6:
精铣腰型槽,控制表面粗糙度1.6;
工步7:
钻中间孔中心孔Φ3mm;
工步8:
钻底孔至Φ30mm;
工步9:
粗镗孔至Φ37.5;
工步10:
精镗孔至Φ38,控制表面粗糙度1.6;
工步11:
铣R28孔口圆角;
工步12:
钻2-M10螺纹孔中心孔Φ3mm;
工步13:
钻2-M10螺纹孔底孔Φ8.5mm;
工步14:
攻2-M10螺纹空;
三、设备及其工艺装备的确定
(一)机床的选择
因为该零件属于小批量生产,所以不用考虑生产效率问题,只要在能够保证精度要求的前提下选择相应设备进行加工即可,但为减少人为的换刀次数,根据现有的数控机床,确定选择由CY集团生产的CY-VMC850系列数控立式加工中心,其主要技术参数如下:
系统配置:
FANUC
工作台面积(mm):
460x950(500x1050)
行程(X-Y-Z)(mm):
800x500x550
主轴锥孔:
BT40
主功率(KW):
7.5/11
主轴变速系统转速(rpm):
50-6000伺服
机床结构:
主轴、全防护、贴塑滑轨、电柜空调
备注:
16把斗笠式刀库、20把圆盘式刀库
机床重量(吨):
6
(二)夹具的选择
工序2选用机用平口虎钳进行装夹。
工序3选择在机床平台上直接压紧的方式进行装夹,通过垫铁、压板、螺栓的部件组合压紧。
工序4选择机用平口虎钳装夹。
(三)刀具的选择
如何选择合适的刀具是数控加工中最重要的工艺容之一,它直接影响了机床的加工效率和加工质量。
编程时选择刀具通常考虑工件材料、工序容、机床的加工能力、等因素。
表3-1就是该零件加工所需要用到的所有刀具。
表3-1刀具卡片
刀具名称
刀具规格
刀具材料
加工表面
面铣刀
Ø
200mm
YT15
铣零件上下底面
立铣刀
20mm
铣零件外轮廓
10mm
铣零件凸台轮廓
16mm
铣腰型槽
中心钻
3mm
高速钢
钻中心孔
麻花钻
30mm
钻中间Ø
38孔底孔
扩孔钻
37.5mm
扩Ø
38孔至Ø
精镗刀
38mm
精镗Ø
38孔
球头铣刀
10mm,R5mm
铣Ø
38孔口圆角
8.5mm
钻2-M10螺纹孔底孔
丝锥
M10
攻2-M10螺纹孔
四、切削用量的选取
合理的选择切削用量,对保证产品的质量,降低加工成本,具有重要的作用。
切削用量如何选择主要根据工件材料、表面粗糙度和加工精度的要求进行,同时还要兼顾刀具耐用的程度、机床的功率和工艺系统的刚度等条件,其基本原则是:
在工艺系统刚性允许的条件下,首先应该选择一个尽可能大的背吃刀量(),其次选择一
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