毕业论文典型零件教具数控加工工艺制定及编程定稿.docx
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毕业论文典型零件教具数控加工工艺制定及编程定稿
天津轻工职业技术学院
毕业设计(论文)
课题:
典型零件教具数控加工工艺制定及编程
专业数控技术班级12数控1班
学生姓名学生学号
指导教师
提交日期成绩
内容摘要
数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。
它是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是数控技术与机床相结合的产物,它综合了应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术。
利用数控机床加工,其产品加工质量好,加工精度和效率均比普通机床高,尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时,其优点是传统机床所无法比拟的。
它的出现以及所带来的巨大效益引起世界各国科技界和工业界的重视。
随着数控机床已是衡量一个国家机械制造业技术改造的必由之路,是未来工厂自动化的基础。
需要大批量能熟练掌握数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。
本文论述了选典型零件教具数控加工工艺的制定过程,其中包括图纸分析,材料确定,机床的选择,工件的装夹与定位,刀具的选择,各表面及孔的加工方案,切削用量的确定,并确定最终加工方案。
还有数控加工工序卡和刀具卡的定以及加工程序的编写。
关键字:
数控技术铣削加工工艺数控编程
第一章零件数控加工工艺制定
1.1零件简图
任务设计工艺路线工序,刀具的选择切削参数的确定定位的确定
零件简图
1.2零件图的正确性及完整性分析
经过我对零件图大体分析,可看出材料给出的有俯视图,局部剖和剖视图。
其中包括:
孔的加工,槽的加工,外形的铣削,曲面的加工等。
1.3毛坯材料尺寸确定
该工件材料为45号钢,其具有较高的强度、硬度,良好的耐磨性、塑性、韧性,切削性能较好。
材料选取成型毛坯零件:
130mm*130mm*45mm。
从工件整体上看,该工件结构较简单。
一个矩形板块高为40mm,板块中间有深为43mm的通孔,两边各有一个φ10的通孔。
中间有一椭圆形凸台为6mm。
结构相对比较简单,定位也容易确定。
130mm*130mm*45mm成型毛坯
1.4加工设备的选择
选择机床要考虑以下因素:
1、机床规格应与工件的外形尺寸相适应;2、机床加工精度应与工件加工精度要求相适应;3、机床的生产效率应与工件的生产类型相适应;4、与现有条件相适应;5、机床的加工范围。
一、确定加工设备
根据零件的结构及形状,零件的外形及尺寸,零件的加工精度及表面质量要求,以及学校设备的提供,选择机床的类型,机床的规格,机床的精度等级
加工中心是一种集铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹和切螺纹等多种加工于一体,具有刀库和自动换刀装置的数控机床。
根据工件的尺寸、行程范围、精度要求、工件的加工类型、主电动机功率和加工该工件所需的换刀次数等因素所选立式加工中心。
因为立式加工中心的主轴轴心线在空间处于垂直状态,最适合加工z轴方向尺寸相对较小的单工位工件,且价格方面比卧式加工中心便宜,所以我选择立式加工中心。
我所选的机床型号为:
KT—1300VA型立式加工中心。
该机床的技术参数、规格见下表:
技术参数
规格
备注
工作台工作面尺寸
420X720
mm
工作台最大承重
500
kg
工作行程
X向
510
mm
Y向
410
mm
Z向
460
mm
切削进给速度
1~4000
mm/min
快速移动速度X,Y,Z
40,40,24
m/min
主轴
主轴锥孔
BT40
ISO
主轴转速
35~12000
r/min
主轴端面至工作台的距离
140~600
mm
主轴至立柱导轨距离
460
mm
自动换刀装置
刀库容量
24
把
刀具最大直径(满库)
80
mm
刀具最大长度
249
mm
刀具最大重量
7
kg
换刀时间(刀对刀)
1.5
s
定位精度
+0.005-0.005
mm
重复定位精度
+0.002-0.002
mm
主轴电动机功率
18.5/22
kW
外形尺寸
长
2920
mm
宽
1800
mm
高
2565
mm
机床重量
4.7
t
制造厂
北京机床研究所
该加工中心的系统为FANUCOI型系统,该加工中心采用流动导轨,运动平稳,速度快。
机床部件刚性好,主轴电机采用的是FANUCAC主轴交流伺服电动机,主轴转速的恒功率范围宽,机床的主要构件刚度高,主轴箱内无齿轮传动,主轴运转时噪声低、振动小、热变形小;该加工中心一方面可以节省普通机床上加工所需的大量的工艺装备,缩短生产准备周期,另一方面能够保证工件的加工质量,提高生产效率。
1.5工件的装夹与定位
一、夹具、刀具、量具的选择
(1)夹具的选择
我所选的夹具型号为Q12160的平口虎钳夹具的技术规格见下表:
型号
技术规格/mm
外形尺寸长/mmX宽/mmX高/mm
钳口宽度
钳口最大张开度
钳口高度
定位键宽度
紧固螺栓直径
Q12160
160
125
50
18
M16
404X230X155
(2)刀具的选择
产品名称或代号
J-1
零件名称:
经典教具
零件图号:
01
序号
刀具编号
刀具规格名称
刀具材料
数量
加工表面
1
T01
φ10mm直柄立铣刀
高速钢
1
铣工件上表面
2
T02
φ28mm直柄麻花钻
高速钢
1
铣φ30mm的通孔
1
T01
Ф10mm直柄立铣刀
高速钢
2
扩铣φ30mm的通孔
3
T04
Ф9mm直柄麻花钻
高速钢
1
钻2-Ф10mm的通孔
4
T05
Ф9.6mm扩孔钻
高速钢
1
扩2-Ф10mm
5
T06
Ф9.6mm直柄机用铰刀
高速钢
1
粗铰2-Ф10mm的通孔
6
T07
Ф10mm直柄机用铰刀
高速钢
1
精铰2-Ф10mm的通孔
(3)量具的选择
序号
量具种类
量具规格/mm
数量
1
游标卡尺
0~150
1
2
深度千分尺
0~100
1
二、工件装夹方案
铣床用平口虎钳夹紧工件就能完成其操作。
钻孔,开槽,加工曲面等在加工中心上完成,两部加工完成,分上表面和下表面加工。
只需要两次次装夹,用中心定位,即以表面和中心的通孔定位,工件这样来完成定位。
1.6零件加工工艺分析
一、平面的加工方案
加工方案:
粗铣——精铣,实际加工精度等级为IT7~IT9,加工表面粗糙度为6.3~1.6um,一般不淬硬的平面,端铣表面粗糙度可较低。
二、孔的加工方案
加工方案:
钻——扩——粗铰——精铰,经济加工精度等级为IT7,加工表面粗糙度为1.6~0.8um,加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯,也可以用于加工非铁金属,粗糙度稍高。
1.7拟订并确定加工工艺方案
根据零件图及相关技术要求和工艺、工步划分的原则来确定加工工艺方案并选其较合理的作为最终加工方案。
加工方案主要工序及工步如下:
零件加工方案:
工序1
钻Φ30mm的通孔
工步
(1)
铣上表面
工步
(2)
铣高为6mm的椭圆形
工步(3)
铣多边形凸台
工步(4)
铣曲形凸台
工序2
钻铣Φ30mm的通孔以及钻铰2-Ф10mm孔
工步
(1)
划线找正钻中心孔
工步
(2)
钻Φ30mm的通孔凸槽
工步(3)
扩铣Φ30mm的通孔
工步(4)
钻2xФ10mm的通孔
工步(5)
铣2xФ10mm的通孔的凹台
工步(6)
粗铰2xФ10mm的通孔
工步(7)
精铰2xФ10mm的通孔
第二章刀具尺寸的确定
1.1铣刀D的选择
一般情况下,为减少走刀次数,提高铣削速度和铣削量,保证铣刀有足够的刚性以及良好的散热条件,应尽量选择直径较大的铣刀。
铣刀的选择还应考虑零件材料,刚性,加工部位的几何形状、尺寸及工艺要求等因素。
因此所选高速钢立铣刀D=10mm,齿数Z=3。
1.2铣刀端刃圆角半径r的选择
铣刀端刃圆角半径r的大小一般应与零件上的要求一致。
但粗加工铣刀因尚未切削到工件的最终轮廓尺寸,故可适当选得小些,有时甚至可选为“清角”(即r=0~0.5mm),但不要造成根部“过切”的现象。
因此所选高速钢立铣刀端刃圆角半径r=1.8mm。
1.3立铣刀几何角度的选择
为使端面切削刃有足够的强度,在端面切削刃前刀面上一般磨有棱边。
高速钢立铣刀前角ro=0°,后角αo=17°,副后角αo′=6°,过渡刃后角17°,刀体上齿槽斜角22°~40°,副偏角Kr′=3°~4°,过渡刃偏角45°,过渡刃宽度0.8~1.3mm
1.4数控加工刀具卡
工序号
零件图号
零件材料
45号钢
序号
刀具号
刀具名称
刀具规格
备注
直径
长度
1
T01
φ10mm直柄立铣刀
Φ10
实测
高速钢
2
T02
φ28mm直柄麻花钻
Φ28
实测
高速钢
3
T03
Ф9mm直柄麻花钻
Φ9
实测
高速钢
4
T04
Ф9.6mm扩孔钻
Φ8
实测
高速钢
5
T05
Ф9.6mm直柄机用铰刀
Φ9.6
实测
高速钢
6
T06
Ф10mm直柄机用铰刀
Φ10
实测
高速钢
1.5数控加工工序卡
零件正面数控加工工序卡
材料
2A12
零件号
夹具名称
虎钳压板
工步号
工步内容
刀具号
转速
(r/min)
进给速度
(mm/min)
背吃刀量
/mm
侧吃刀量
/mm
备注
装夹
平口虎钳铣削上表面
1
平面加工
T01
3200
320
5
5
2
椭圆凸台
T01
3200
320
5
5
3
铣削多边形凸台
T01
6000
320
4
4
4
铣削曲形凸台
T01
6000
320
4
4
5
Φ30的通孔
T02
400
30
5
5
6
Φ30的通孔
T01
3200
320
5
5
7
Φ10的工艺孔
T03
800
30
4
4
8
Φ10的工艺孔
T04
400
30
4
4
9
Φ10的工艺孔
T05
400
30
4
4
10
Φ10的工艺孔
T06
300
20
5
5
第三章加工定位和加工程序
1.1加工定位仿真图:
1.2零件加工编程
%
N0010G40G17G90G70
N0020G91G28Z0.0
N0030T01M06
N0040G0G90X-32.7618Y9.7272S0M03
N0050G43Z20.H00
N0060Z3.
N0070G3X-32.7618Y9.7272Z-1.5457I.4232J-2.6666K.7235F250.
N0080G3X-34.2478Y8.9697Z-2.I.4232J-2.6666K.7235
N0090G1X-34.4652Y8.7523M08
N0100G3X-34.4401Y-8.7793I34.3767J-8.7167
N0110G1X-34.0162Y-9.2032
N0120G2X-34.3833Y5.6051I70.3629J9.1529
N0130G1X-34.3366Y6.2031
N0140G2X-34.0304Y9.1872I65.9309J-5.258
N0150G1X-34.2478Y8.9697
N0160X-36.3691Y11.091
N0170X-37.1576Y10.3026
N0180G3X-37.1293Y-10.3328I37.069J-10.2669
N0190G1X-29.0937Y-18.3681
N0200G2X-31.3926Y5.3687I65.4403J18.3178
N0210G1X-31.3459Y5.9669
N0220G2X-29.0953Y18.3651I62.9403J-5.0218
N0230G1X-36.3691Y11.091
N0240X-38.4905Y13.2123
N0250X-39.8266Y11.8762
N0260G3X-39.7952Y-11.9095I39.738J-11.8405
N0270G1X-19.1219Y-32.5819
N0280G2X-19.71Y-31.7419I25.2469J18.3024
N0290X-25.7779Y-19.0183I39.1384J26.4738
N0300X-28.402Y5.1321I62.1245J18.9681
N0310G1X-28.3552Y5.7307
N0320G2X-24.2556Y23.2528I59.9496J-4.7856
N0330X-19.0217Y32.6818I39.296J-15.6454
N0340G1X-18.5385Y32.3261
N0350G2X-17.4031Y33.7986I33.5789J-24.7187
N0360X-9.2722Y40.6136I21.1627J-16.9909
N0370X9.2722Y40.6145I9.273J-16.9406
N0380X17.403Y33.7986I-13.0079J-23.7749
N0390X23.9368Y22.4327I-32.6508J-26.3307
N0400X27.8481Y4.4865I-56.0562J-21.6166
N0410X25.5643Y-17.647I-64.4548J-4.5341
N0420X20.0399Y-30.1572I-46.594J13.101
N0430X12.4552Y-38.5842I-27.2033J16.8572
N0440X2.9112Y-42.7716I-13.1465J16.9934
N0450X-3.2901Y-42.7078I-2.9086J18.6847
N0460X-11.665Y-39.156I3.9259J20.9066
N0470X-19.213Y-31.4058I17.7901J24.8765
N0480X-25.2039Y-18.8435I38.6414J26.1376
N0490X-27.8039Y5.0847I61.5506J18.7932
N0500G1X-27.7571Y5.6829
N0510G2X-23.6982Y23.0309I59.3515J-4.7378
N0520X-18.5385Y32.3261I38.7385J-15.4234
N0530G1X-19.0217Y32.6818
N0540X-38.4905Y13.2123
N0550X-40.6119Y15.3336
N0560X-42.4749Y13.4705
N0570G3X-42.4406Y-13.5068I42.3863J-13.4348
N0580G1X-20.2224Y-35.724
N0590G2X-18.5796Y-37.1971I-13.1788J-16.3499
N0600G1X-13.364Y-42.3815
N0610G3X-5.477Y-44.1012I13.3923J42.4762
N0620X13.4387Y-42.3387I5.448J43.9162
N0630G1X18.552Y-37.2246
N0640G2X20.2217Y-35.7245I14.8492J-14.8492
N0650G1X40.3808Y-15.5647
N0660X34.0167Y-9.2008
N0670X34.4621Y-8.7554
N0680G3X34.4367Y8.7828I-34.4326J8.7191
N0690G1X34.0329Y9.1866
N0700G2X34.4339Y4.9198I-66.1522J-8.3705
N0710X34.0167Y-9.2008I-71.0406J-4.9673
N0720G1X36.138Y-11.3221
N0730X37.1549Y-10.3053
N0750G1X29.0936Y18.3681
N0760G91G28Z0
N0770G91G28X0Y0
N0780MO5
N0790M03
结束语
加工工艺主要是确定加工工艺路线,机械加工余量和切削用量、基本工时的确定,加工工艺是实现产品设计,保证产品质量,节约能源,降低消耗的重要手段。
首先通过对零件图的分析,了解工件的结构形式,明确了具体的技术要求,影响切削加工性的因素有工件材料的硬度、强度、塑性与韧性等,通过采用适当的热处理工艺、合适的刀具材料和切削用量等途径来改善金属材料切削加工性。
根据切削用量选择原则,合理选择背吃刀量、进给量、切削速度,从而对工件各组成表面选择合适的加工方法。
再拟订较为合理的工艺规程,充分体现质量、生产率和经济性的统一。
这次毕业设计圆满的结束了,最大的收获就是自己在完成设计的过程中撑握了这三年来所学的知识,同时也学到了更多的新知识。
通过这次的毕业设计提高了自己对资料的收集和查阅能力;会合理应用资料和工具软件解决设计问题,提高设计效率;锻炼自己分析问题和解决问题的能力;会对零件进行工艺分析,能解决中等以上复杂程度零件的工艺问题和数据处理问题;提高编程能力,编制合理的加工程序。
同时自己学会了遇到问题后,怎样的办法去解决问题和利用有限的资料去解决的能力,并对这三年来所学的知识的一个综合运用,另一面看也检查了自己对知识的撑握的情况,也为自己今后的工作打下了一点点基础。
做设计中的每一步对我来说都是新的尝试与挑战!
致谢
首先感谢母校,是她给我一个难得的学习机会,让我在即将毕业之际也学到了很多知识,经过这几个月的紧张的毕业设计,使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。
其次我的毕业设计主要在王叔平老师指导下完成的,让我对所学的知识进行系统性的回顾,并根据写作要求查阅有关资料。
在设计过程中王叔平老师无微不至的关心与耐心指导,才使我的毕业设计得以顺利的进展完成。
在王老师帮助下我解决了很多以前解决不了的问题,在此我向您表示衷心的感谢!
经过这次设计,提高了我很多能力,比如动手能力、查阅资料的能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。
在这期间凝结了很多人的心血,在此我表示衷心的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
最后,由衷地感谢老师在百忙之中对本设计论文进行审阅,提出宝贵意见,这些意见和建议都将给我极大的帮助,并有利于我以后的工作和学习。
还有在写论文的过程中参考了大量的参考文献,也向给位作者表示衷心的感谢!
参考文献
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机械工业出版社,2006.
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机械工业出版社,2006.
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