糖葫芦的设计与加工毕业论文.docx
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糖葫芦的设计与加工毕业论文
机械与电子工程系毕业设计
GraduationDesign
设计项目:
糖葫芦的设计与加工
姓名:
倪峰
专业:
机电一体化
班级:
11机电一体化1班
学号:
1111743130
指导教师:
宋秀玲
职称:
讲师
完成时间:
2013年6月—2014年6月
年月日
姓名:
倪峰
性别:
男
出生日期:
1993.03.17
政治面貌:
团员
民族:
汉
籍贯:
省沁水县
手机:
E-mail:
806297793.
:
806297793
实习单位与岗位:
班级:
11机电一体化一班
同组人
独立完成
糖葫芦的加工模型
指导教师
行业指导教师
洪峰
“糖葫芦”主要是由外轮廓、轮廓、孔和螺纹构成的。
因此,在加工此零件时,难度就在于加工轴孔螺纹的配合。
加工零件时运用AutoCAD软件,在加工零件时
经过我的设计与加工,“糖葫芦”的模型已经展现在我们的面前,看上去虽然没有那么精致,但凝结了我的汗水和期望,从不同的角度上来看,此次实践,拓展了我的知识面,也增加了实操经验。
机械与电子工程系毕业设计开题报告书
机电一体化技术专业
学生
倪峰
班级
11机电一体化技术一班
学号
1111743130
设计项目
糖葫芦的设计与加工
设计
准备
情况
在校期间,通过学习掌握了CAD,MsterCam两个软件,利用对专业知识的认知和掌握,还有对机床使用方法的掌握,综合理论知识,决定设计并加工一个“糖葫芦”的模型。
思路
和
方法
设计这个作品,是在逛街游玩时所遇见的,进行考虑加工的。
首先,自己在图纸上画出了糖葫芦的草图。
然后在CAD上做出了平面图。
并分成了3个零件,考虑好各个方面,确定零件的加工余量,在MsterCam软件上看了效果图。
在实际加工时,要正确的合理安排加工顺序。
选择刀具时一定要注意刀具的尺寸角度等,加工后的尺寸要保证,在加工时,一定要认真仔细,避免在操作中失误出现废品等现象。
对这几个零件加工时,都要运用到辅助装夹,进行调头零件的加工,然后零件从头自尾加工,对每个零件的螺纹孔的配合都要进行精密的测量。
拟重
点解
决的
问题
在加工过程中,对于尺寸的要很高,所以在加工时选择基准和基准的准确是很重要的。
调头零件加工中要考虑到零件的先后加工顺序,保证零件完美性;由于零件无法实现正常的装夹,需要做辅助装夹;控制好各个零件之间的螺纹配合质量。
计划
进度
1、2013年8月—2014年4月,顶岗实习,选定毕业设计的题目和指导教师。
2、从2014年4月起查阅资料,4月下旬写出毕业设计提纲。
3、2014年5月下旬,完成毕业设计初稿,并提交老师进行审查。
并仔细阅读毕业设计初稿,寻找容与格式上的错误与不足。
并继续修订、完善毕业设计,并进行预毕业设计展示。
4、2014年6月初,并完成毕业设计。
回学校进行毕业设计展示
参考
文献
[1]建峰.虞俊.数控车工(高级).机械工业,2010.1
[2]周虹.数控加工工艺与编程.,人民邮电,2009.5
[3]王公安.车工工艺学.,中国劳动社会保障,2005,6
[4]修本.机械制造工艺学.,机械工业,2009.3
[5]王维.数控加工工艺与编程.,机械工业,2001.6
[6]王侃夫.机械数控技术基础.,机械工业,2004.8
[7]翟瑞波.数控机床加工工艺.,中国劳动社会保障,2005.1
[8]思弟.数控编程加工技术.,化学工业,2005.6
[9]王经奴.现代数控原理与系统.,中北大学,2007
[10]王爱玲.现代数控机床实用操作技术.国防工业,2005.
毕业设计(论文)修改说明
1.修改了毕业设计的字体,行距;正文项目编号不统一,段前段后间距混乱,对其不规。
2.修改了图表的标注,增加了图表的文字性描述说明
3.毕业设计中主要修改的就是设计图纸,经过指导老师多次审阅和修改,最终得以完善。
指导
教师
意见
行业指导教师:
单位:
职称:
联系:
年月日
校指导教师:
职称:
年月日
摘要
简要介绍了当今世界数控技术与装备发展的趋势与我国数控装备技术发展和产业化的现状,再次基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术与装备、提高我我国制造业信息化水平和国际竞争力的重要性。
数控技术的应用不但给传统制造业带来革命性的变化,是制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用老年领域的扩大,他对国际民生的一些重要行为(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行为所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
关键词:
数控技术;手工编程;精度。
Abstract
Thesynopsisintroducedtheworldnumbertocontrolthetrendandtheourcountrynumberof[with]techniqueandmaterialdevelopmenttocontrolthepresentconditionthatthematerialtechniquedevelopmentandindustryturnnowadays,onthisfoundationdiscussunderthenewsurroundingthatourcountryjoinWTOwithopenoutwardtoturnfurtheranddeeply,thedevelopmentourcountrynumbercontrolsthetechniqueandmaterial,exaltationanourcountryamanufacturingindustryinformation-basedlevelandinternationalcompetitiontheimportanceof[with]ability.
Thenumbercontrolledatechnicalapplicationtobringtraditionalmanufacturingindustryrevolutionvarietynotonly,makingthemanufacturingindustrybecomethesymboloftheindustrialization,andcontrollingalongwiththenumbertechnicalofdevelopcontinuouslywiththeextensionoftheappliedrealm,hehavemoreandmoreimportantfunctiontosomedevelopmentsofimportantprofessions(IT,automobile,lightwork,medicaltreatment…etc.)ofthenationalpolicypeople’slivelihood,becausethenumeralofthematerialthattheseprofessionsneed’sturnisalreadythebigtrendofthemoderndevelopment.
Keyword:
thenumbercontrols,Thetechniquehandicraft,plaitdistance,accuracy.
第一章绪论
1.1数控的基本知识
1.1.1数控:
数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床。
1.1.2数控机床分类:
数控车床可分为卧式和立式两大类。
卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。
档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。
按刀架数量分类,又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车,前者是两坐标控制,后者是4坐标控制。
双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的加工。
1.2数控机床与加工
数控程序的编制是指从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程。
在数控机床上加工零件时,首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线与工艺参数、计算刀具中心运动轨迹与其位置数据;然后把全部工艺过程以与其他辅助功能(主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等)按运动顺序,用规定的指令代码与程序格式编制成数控加工程序,经过调试后记录在控制介质(或称程序载体)上,最后输人到数控机床的数控装置中,以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。
1.3数控车床编程指令
数控车床的编程方法有很多种,在这次毕业设计中,我所用到得是FANUC系统的数控车编程,并加工的。
1.基本移动指令:
G00、G01、G02、G03
快速点定位G00
指令格式G00_X_Z;
其中X_Z_为目标点坐标。
是在快速走刀时所用的指令。
G00不用指定移动速度,其移动速度由机床参数设定。
2.直线插补指令G01
指令格式G01X_Z_F_;
其中F为刀具切削进给速度。
G01是直线运动指令,刀具轨迹是一条直线型轨迹,他是连接起点和终点的一条直线。
3.圆弧插补G02、G03
格式为G02(03)X_Z_R_;
G02为顺时针圆弧插补,G03为逆时针圆弧插补
循环指令G71、G73、G70
1.粗车外圆循环指令G71
格式为G71U_R_;
G71P_Q_U_W_F_;
2.外轮廓循环指令G73
格式为G73_U_W_R_;
G73P_Q_U_W_F_;
3.精加工循环指令G70
格式为G70P_Q_;
其他指令:
G40刀具半径补偿取消;
G97每分钟转速;
G99每转进给;
G28返回参考点;
T刀具号,刀在刀盘上的位置,我们所用的刀盘是8个刀位的旋转刀架;
S主轴转速;
M辅助指令,一般常用的M00程序暂停,可以按“启动”加工继续执行、M04主轴反转、M05主轴停止、M30主程序结束。
1.4数控机床的特点
现代数控机床集高效率、高精度、高柔性于一身,具有许多普通机床无法实现人特殊功能,它具有加工精度高、生产率高、自动化程度高、劳动强度低、柔性强、经济效益好、有利于现代化管理的特点。
1.5数控机床的发展前景
提高生产自动化程度,缩短编程时间和降低数控加工成本,在航空航天工业中还发展和使用了一系列先进的数控加工技术。
如计算机数控,即用小型或微型计算机代替数控系统中的控制器,并用存贮在计算机中的软件执行计算和控制功能,这种软连接的计算机数控系统正在逐步取代初始态的数控系统。
直接数控是用一台计算机直接控制多台数控机床,很适合于飞行器的小批量短周期生产。
理想的控制系统是可连续改变加工参数的自适应控制系统,虽然系统本身很复杂,造价昂贵,但可以提高加工效率和质量。
数控的发展除在硬件方面对数控系统和机床的改善外,还有另一个重要方面就是软件的发展。
计算机辅助编程(也叫自动编程)就是由程序员用数控语言写出程序后,将它输入到计算机中进行翻译,最后由计算机自动输出穿孔带或磁带。
用得比较广泛的数控语言是APT语言。
它大体上分为主处理程序和后置处理程序。
前者对程序员书写的程序加以翻译,算出刀具轨迹;后者把刀具轨迹编成数控机床的零件加工程序。
数控加工,是在对工件进行加工前事先在计算机上编写好程序,再将这些程序输入到使用计算机程序控制的机床进行指令性加工,或者直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。
加工的过程包括:
走刀,换刀,变速,变向,停车等,都是自动完成的。
数控加工是现代磨具、制造加工的一种先进手段。
当然,数控加工手段也一定不只用于模具零件加工,用途十分广泛。
第二章糖葫芦的加工工艺
2.1加工工艺的分析
“糖葫芦”的零件图主要是一个通过螺纹配合的零件,是由3种零件配合而成的,零件如图2-1所示:
(该图为装配完成之后的综合图)
2.1.1装配图(综合图)
该零件图是三个螺纹配合零件,它的配合图纸如下图2-1所示:
如图2-1:
装配图
2.2.2零件图纸的分析
零件一如下图2-2所示,零件外轮廓由圆弧表面,孔、螺纹组成。
如图2-2:
零件一
零件二如下图2-3所示:
零件的外轮廓主要由圆弧表面,切槽,螺纹、外螺纹所组成。
如图2-3:
零件二
零件三如下图2-4所示:
零件外轮廓主要由1个外螺纹和1个槽。
2个圆弧所组成。
如图2-4:
零件三
辅助装夹如下图2-5所示:
主要由1个螺纹,1个切槽组成。
如图2-5:
辅助装夹
2.2零件加工工艺分析
在数控加工中还需要分析加工工艺过程,确定好加工路线和加工方法以免零件加工一半而无法再加工下去。
由于三种零件的配合基准一样,因此,孔配合一样。
2.2.1确定加工方案与加工路线
1.选择机床与数控系统
根据工件形状与加工要求,选用FANUC0i-T系统。
划分工艺过程组成(以零件一为基准)
加工零件一:
工序
容
1
手动打孔
2
加工零件右端面,外轮廓,孔,螺纹
3
运用辅助装夹掉头加工左端面
4
加工外轮廓
5
加工完成
加工零件二:
工序
容
1
手动打孔
2
加工外轮廓,孔,螺纹
3
运用辅助装夹掉头加工左端面
4
加工外轮廓,切槽,外螺纹
5
加工完成
加工零件三:
工序
容
1
加工左端面,外轮廓,切槽,外螺纹
2
运用辅助装夹掉头加工左端面;
3
加工外轮廓
4
加工完成
2.2.2工件的定位、装夹与道具的选择
工件的定为己装夹,加工工件两端时,均采用三爪自定心卡盘进行定位与装夹。
工件夹装时的夹紧力要适中,既要防止工件变形与夹伤,又要防止工件在加工过程中产生松动。
工件装夹时,应对工件进行校正,以保证工件轴线与主轴线同轴。
第三章糖葫芦的加工
3.1毛坯的选择
在对零件图纸进行工艺性分析后,还应结合数控车削的特点,对所用毛坯(加工所用的毛坯为铝料)进行工艺性分析,否则,如果毛坯不适合数控车削(如选用的是四方体铝料),加工将很难进行下去。
根据经验,下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点:
1.毛坯的加工余量是否充分,零件加工时的毛坏余量是否稳定。
2.分析毛坯在安装定位方面的适应性。
主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性,以便充分发挥数控车削在一次安装中加工出许多待加工面。
3.分析毛坯的余量大小与均匀性。
主要是考虑在加工时要不要分层切削,分几层切削,也要分析加工中与加工后的变形程度,考虑是否应采取预防性措施与补救措施。
此零件毛坯选用的是直径为35mmX260mm铝料。
3.2刀具、夹具、量具的选择
3.2.1刀具的选择
对于机夹可转位刀具,其刀具参数已设置为标准化参数。
而对于需要刃磨的刀具,在刃磨过程中要注意保证这些刀具参数。
刀具的选择是数控加工工艺中重要容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。
编程时,选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序容、工件材料等因素。
与传统的加工方法相比,数控加工对刀具的要求更高。
不仅要求精度高、刚度好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具,并优选刀具参数。
加工所有工件的外轮廓采用93º外圆车刀;外螺纹刀选用Ø20的螺纹刀;切断刀选用刀宽为:
3mm和3.5mm两种刀;钻头选用Ø12;镗刀和螺纹刀选用Ø10的。
3.2.2夹具的选择
三爪自动定心卡盘(如图)是数控车床最常用的通用夹具。
三爪自定心卡盘的三个卡爪在装夹得过程中式联动的,所以其具有装夹简单、夹持围大和自动定心的特点,因此,三爪自定心卡盘主要用于在数控车床装夹加工圆柱形轴类零件和套类零件。
图3-2-1夹具
3.2.3量具的选择
该工件所选用的量具为:
(1)游标卡尺(0-150mm)如图3-41;
(2)外径千分尺(0-25mm25-50mm)如图3-42;
(3)径千分尺(0-25mm)。
如图3-43;
3-2-2游标卡尺
图3-2-3外径千分尺
图3-2-4径千分尺
表3-2-1量具
量具名称
测量围
测量精度
应用围
备注
游标卡尺
0~150mm
0.02
测量长度
外径千分尺
0~25mm
25~50mm
0.01
0.01
测量外径在0~25mm、25~50mm之间的围
经千分尺
5~30mm
0.01
测量经在0~25mm之间的围
3.3确定切削用量
1.确定切削用量:
合理选择切削用量的原则是:
粗加工时,一般以提高生产效率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工中心加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
(1).主轴转速
主轴转速的确定方法,应根据零件上被加工部位的直径,并按零件和刀具的材料与加工性质等条件所允许的切削速度来确定。
(2).进给率
数控机床的进给率是以控制刀具对工件的切削速度,即刀具随主轴高速旋转,按预设的刀具路径向前切削的速度。
主轴转速与进给速度,没有定值,通常是靠经验值来设置,主要依据刀具和工件材料来选择。
进给率的增加可以提高生产效率。
在加工过程中,进给率也可以通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整,数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
(3).背吃刀量
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般0.2~0.5mm,总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
同时,使主轴转速、切削深度与进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数,而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。
所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩),在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
表3-3-1切削三要素
工序
刀具
切削参数
余量
名称
材料
背吃刀量
进给量
主轴转速
外圆粗车刀
T0101
硬质合金
1mm/min
0.5mm
800r/min
0.5mm
外圆精车刀
T0101
硬质合金
0.5mm/min
0.05mm
1200r/min
切槽刀
T0707
硬质合金
0.2mm/min
0.3mm
600r/min
外螺纹刀
T0606
硬质合金
0.1mm/min
0.2mm
500r/min
0.1mm
螺纹刀
T0303
硬质合金
0.1mm/min
0.2mm
500r/min
钻中心孔
T0404
高速钢
0.5mm/min
1.0mm
500r/min
镗刀
T0808
高速钢
0.05mm/min
0.5mm
600r/min
0.5mm
3.4零件的加工程序
零件一;
O3726;
G99G97G40;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀粗加工)
M4S800F0.1;
G0X37Z3;
G1Z0;
X0;
GOX37Z3;
G71U1R1;
G71P10Q20U0.4W0.1;
N10G0XO;
G1Z0;
X20;
G3X34Z-12.75;
N20G1X37;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀精加工)
M4S1000F0.05;
G0X37Z3;
G70P10Q20;
G28U0;
G28W0;
T808;(镗刀粗加工)
M4S800F0.1;
G0X11Z3;
G71U1R1;
G71P30Q40U0.4W0.1;
N30G0X15;
G1Z0;
X14Z-1;
Z-12;
N40X11;
G28U0;
G28W0;
T808;(镗刀精加工)
M4S1000F0.05;
GOX11Z3;
G70P30Q40;
G28U0;
G28W0;
T303;(螺纹刀)
M4S500F0.1;
G0X11Z3;
G92X15.6Z-12F1;
X16.0
X16.2
X16.3
X16.4
X16.4
X16.4
G28U0;
G28W0;
M5;
M30;
零件二;
O3727;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀粗加工)
M4S800F0.1;
G0X37Z3;
G1X0;
Z0;
G0X37Z3;
G71U1R1;
G71P10Q20U0.4W0.1;
N10G0X0;
G1Z0;
X16C1;
Z-10;
X20;
G3X34Z-13.75;
G1X37;
N20X37;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀精加工)
M4S1000F0.05;
G0X37Z3;
G70P10Q20;
G28U0;
G28W0;
T707;(切刀)
M4S600F0.1;
G0X37Z3;
G1Z-10;
X14;
X37;
G28U0;
G28W0;
T606;(螺纹刀)
M4S500F0.1;
G0X17Z3;
G92X16.5Z-9F1;
X16.2
X15.9
X15.8
X15.7
X15.7
X15.7
G28U0;
G28W0;
M5;
M30;
运用辅助装夹做掉头零件;
调运程序O3726
零件三;
调运程序O3727;
运用辅助装夹做掉头零件;
O3728;
G99G97G40;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀粗加工)
M4S800F0.1;
G0X37Z3;
G1X0;
Z0;
G0X37Z3;
G71U1R1;
G71P10Q20U0.4W0.1;
N10G0X0;
G1Z0;
X9;
Z-120;
X34Z-136.73R17;
N20X37;
G28U0;
G28W0;
T101;(外圆刀精加工)
M4S1000F0.05;
G00X37Z3;
G70P10Q
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