数控毕业设计论文.docx
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数控毕业设计论文
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装配体零件铣加工工艺及程序编制
系部:
机械工程系
班级:
XXX
姓名:
XXX
指导老师:
XXX
时间:
XXXX年XX月XX日
1
毕业设计(论文)任务书
题目装配体零件铣加工工艺及程序编制
专业数控技术学号姓名
主要内容
根据零件图样要求,完成零件数控铣加工。
零件图样详见附录一。
装配体中需要加工的零件共有三件:
基座、滑块、转盘。
每个零件都有多
个工位需要加工,要求完成这三个零件加工及程序编制等相关内容。
基本要求
1、对零件图样进行工艺分析;
2、拟定加工工艺路线、确定工艺方案并填写工艺卡片;
3、确定工艺装备及切削参数;
4、编写零件加工程序;
5、程序验证、试运行及加工。
主要参考资料
1、《机械加工工艺手册》第一册、第二册,孟少农主编,机械工业出版社;
2、《西门子802D编程手册》,西门子公司资料;
3、《金属切削原理与刀具》,陆剑中主编,机械工业出版社;
4、《机械制造技术》,李华主编,高等教育出版社;等
完成期限:
指导教师签章:
系主任(教研室主任)签章:
年月日
新疆机电职业技术学院学生开题报告表
课题名称装配体零件铣加工工艺及程序编制
课题类导
课题来源国家大赛AXXXX
型师
专
学生姓名XXX学号XXXXXX
业
本设计目的是完成装配体三个零件的数控铣工艺编制及程序编制,通过这
一过程,全面检验在校三年间学习的有关机械加工及工艺、数控编程、机床应
用等方面的知识。
要求全面且正规的完成相关工艺文件的编制及内容填写,最
终通过实际加工来检验工艺和程序的可行性。
设计的基本思路遵循以下过程:
1、图样分析;
2、拟定加工路线和确定加工方案;
3、确定加工使用的刀具及切削参数;
4、确定加工中使用的工具、夹具及量具;
5、确定加工条件;
6、绘制走刀路线;
7、根据走刀路线编制加工程序;
8、程序试运行及实际加工。
完成本设计任务应需要计算机、CAD软件、数控铣床及相应刀具、夹具、工具和量具等。
设计过程大致分为三个阶段实施:
第一阶段,XX月XX日至XX月XX日,工艺编制;第二阶段,XX月XX日至XX月XX日,程序编制
第三阶段:
XX月XX日至XX月XX日,程序试运行及实际加工。
预期在教师的指导下,能顺利完成设计任务。
指导教师签名:
日期:
课题类型:
(1)A—工程设计;B—技术开发;C—软件工程;D—理论研究;
(2)X—真实课题;Y—模拟课题;Z—虚拟课题
(1)、
(2)均要填,如AY、BX等。
摘要
数控铣加工在机械加工中占有非常重要的地位。
当前数控铣加工中,程序
的编制大多采用CAM软件自动编程,但手工编程由于其短小精悍的特点,仍然
具有很强的实际应用性。
本文以第四届全国数控大赛数控铣试题为例,详细叙
述了数控铣加工工艺编制和程序编制的过程,以及变量编程的方法。
关键词数控铣加工编程
绪论··························································7
第一章基座加工···············································9
1.1图样分析··················································10
1.2加工路线··················································11
1.3工艺方案··················································12
1.4加工刀具··················································14
1.5切削参数··················································16
1.6工具、夹具、量具··········································16
1.7工艺卡编制················································17
1.8加工条件··················································17
1.9走刀路线及程序············································18
1.10程序检验、试运行及加工···································
第二章转盘加工···············································
2.1图样分析··················································
2.2加工路线··················································
2.3工艺方案··················································
2.4加工刀具··················································
2.5切削参数··················································
2.6工具、夹具、量具··········································
2.7工艺卡编制················································
2.8加工条件··················································
2.9走刀路线及程序············································
2.10程序检验、试运行及加工····································
第三章滑块加工················································
3.1
图样分析
··················································
3.2
加工路线
··················································
3.3
工艺方案
··················································
3.4
加工刀具
··················································
3.5
切削参数
··················································
3.6
工具、夹具、量具
··········································
3.7
工艺卡编制
················································
3.8
加工条件
··················································
3.9
走刀路线及程序
············································
3.10程序检验、试运行及加工
····································
第四章总结····················································
参考文献······················································
附录一零件图样··············································
附录二机械加工工序卡········································
绪论
全国数控技能大赛每两年举办一次,是全国数控行业最高级别的比赛。
其赛题特点为尺寸公差带窄,零件多个部位均有形位公差要求,每个零件需要加工多个工位,配合要求严,总体难度大。
根据零件图样,建立的三维模型如下:
零件一:
基座
零件二:
转盘
零件三:
滑块(共三个)
从三维模型可以看出,这三个零件需要铣、钻、镗、铰等多种工艺相结合,并且工艺路线要正确无误才能完成加工。
程序的编制虽然可以利用CAM软件进行自动编程,但本设计中全部采用手工编程完成,系统采用SIEMENS802D,以锻炼手工编程的能力。
本设计中按完成每个零件的加工及编程进行章节划分,每章节内容大致为:
图样分析、加工路线拟定、工艺方案确定、加工刀具选用与确定、切削参数确定、工具、夹具、量具选择、走刀路线及程序编制、程序检验、试运行及加工。
在程序编制中,将大量采用变量编程,以简化程序,便于加工。
零件毛坯选用如下:
1、基座,45钢,方料,尺寸为1503150350,六面保证互相垂直,上下
面平行度误差在0.03以内,表面粗糙度要求符合图样要求;
2、转盘,45钢,圆料,尺寸为¢100325,外形尺寸公差及表面粗糙度要求
符合图样要求;
3、滑块,45钢,圆料,外形为一台阶轴,其尺寸、公差及表面粗糙度要求
符合图样要求。
第一章基座加工
基座是装配体中的基本体,转盘和滑块都与之配合,根据图样,基座的加
工部位有6个面之多,加工工艺包括铣面、铣槽、铣T型槽、钻孔、镗孔、攻丝、铣孔、铣圆柱面等,相应使用的刀具种类也较多。
零件图样如下:
零件程序编制均采用手工编程,手工输入机床,部分工序手工操作机床完
成。
加工完毕后手工进行M5螺纹的攻丝。
1.1图样分析
一、零件形状分析
根据图样,零件共有六个面需要加工,现分别叙述如下:
1、A面,如右图所示。
本面由¢150外圆柱面、宽138.6的六边形面、¢130和¢100孔、¢38圆台、¢18孔以及3个M5螺纹孔构成,完成本面加工需要铣及孔、钻、镗及攻丝等工艺。
2、B面,如右图所示。
本面由¢150外圆柱面、3-R70圆弧面、宽10直槽、
宽16的T型槽、¢26沉头孔构成,完成本面加工需要铣、镗等工艺。
3、C面,如右图所示,共三处。
本面由宽50高26的三角形面、¢20构成,
完成本面加工只需铣工艺即可。
4、D面,如右图所示。
本面由¢45半圆槽、宽12直槽、宽16的T型槽构
成,完成本面加工需要铣工艺即可。
二、尺寸及公差分析
1、根据技术要求,所有未注尺寸公差取IT14级。
未注公差尺寸有:
螺纹深度8、螺孔深度10、端面圆弧半径3-R70、端面圆弧夹角60°、T型槽与基准线寸在加工中无需特别注意即可保证。
标准公差值
基本尺寸mm
公差等级
IT14(mm)
6~10
0.36
>10~18
0.43
>50~80
0.74
2、外形尺寸有:
最大轮廓尺寸¢150、A面六边形高度方向定位尺寸22总高
50、B面R70圆弧高度3、D面槽宽45、C面孔¢20±0.1、三角形面定位尺寸46
等,以上尺寸公差带较大,通过粗、精加工就可以保证尺寸精度;A面圆台¢38
公差较小,在铣削时应特别注意,粗加工后根据测量尺寸来确定精加工刀具补
偿值。
3、孔及其定位尺寸有:
A面台阶孔¢130和¢100及孔深尺寸5、20,可以通
过粗、精铣孔来达到尺寸要求,其中尺寸20为间接保证尺寸,应根据实际毛坯
高度来计算加工深度;沉头孔¢26和通孔¢18公差带较小,加工路线为钻、扩、
镗来达到尺寸精度。
4、直槽、T型槽及其定位尺寸有:
一处直槽10、三处直槽12、四处T型
槽16,其中直槽公差带较小,使用键槽铣刀通过粗、精加工可以保证尺寸,T
型槽直接用T型槽铣刀铣出。
5、表面粗糙度要求全部为Ra3.2,因此所有加工面必须通过粗、精加工才
能达到图样要求。
6、形位公差要求为一垂直度和几处对称度,公差值为0.05,在工件装夹和
对刀时需要特别注意,保证精度。
1.2加工路线
根据分析结果,拟定各加工面加工顺序为:
A面B面C面(三处)D面
1、A面加工
为便于下刀,先在毛坯中心钻¢16通孔,然后粗铣各面及扩孔,测量粗加工
尺寸后再进行精铣以保证各处尺寸,然后钻螺纹孔,最后镗通孔至尺寸。
工件
卸下后可进行手动攻丝。
2、B面加工
将工件装夹后,以A面加工的通孔用百分表找正,先粗加工外圆柱面,然
后扩孔,为减少换刀次数,可以换刀对外圆柱面进行精加工;再换刀粗加工R70
圆弧,粗铣三处直槽,然后换刀精加工R70圆弧及三处直槽;换T型刀铣出T
型槽,最后镗孔至尺寸。
3、C面加工(三处)
先粗铣三角形面,再铣出圆孔,最后精铣三角形面。
4、D面加工
粗铣长圆槽,粗铣直槽后精铣长圆槽及直槽,然后铣T型槽。
1.3工艺方案
工艺方案拟定如下:
一、A面
1、装夹工件,对刀,设定坐标系。
2、钻通孔¢18至¢16;
3、粗铣外圆柱面¢150,加工深度为28,侧面留精加工余量0.5,底面不留
加工余量;
4、粗铣六边形面,加工深度为28,侧面留精加工余量0.5,底面不留加工
余量;
5、粗铣孔¢130,底面和侧面均留余量0.5;
6、粗铣孔¢100,底面和侧面均留余量0.5;
7、粗铣圆台¢38,底面和侧面均留余量0.5;
8、扩通孔¢18至¢17.4;
9、测量
10、精铣¢150外圆柱面至尺寸,加工深度为28;
11、精铣六边形面,加工深度为28;
12、精铣孔¢130至尺寸;
13、精铣孔¢100至尺寸;
14、精铣圆台¢38至尺寸;
15、钻¢4.2孔三处,深10
16、镗通孔¢18至尺寸;
17、测量
18、手动攻丝M5三处。
二、B面
19、工件重新装夹,对刀;
20、粗铣外圆柱¢150至¢151,保证深度23;
21、扩孔¢26至¢25.4,保证深度15.5;
22、精铣外圆柱面¢150至尺寸,保证深度23;
23、粗铣六处圆弧R70,侧面和底面均留余量0.5;
24、粗铣三处直槽10至8,保证深度20;
25、精铣六处圆弧R70至尺寸,保证深度3;
26、精铣三处直槽10至尺寸,保证深度20;
27、铣三处T型槽16至尺寸;
28、镗孔¢26至尺寸,保证深度16。
29、测量
三、C面(三处)
30、工件重新装夹,对刀;
31、粗铣三角形面,底面和侧面留余量0.5;
32、铣¢20±0.1孔至尺寸;
33、精铣三角形面至尺寸。
四、D面
34、工件重新装夹,对刀;
35、粗铣45长圆槽,底面和侧面留余量0.5;
36、粗铣直槽12至10;
37、测量
38、精铣45长圆槽至尺寸;
39、铣直槽12至尺寸;
40、铣T型槽16至尺寸。
41、测量
1.4加工刀具
根据加工方案和零件材料等,确定加工过程中所需要的刀具如下:
1、A面加工用刀具
序号
工步
刀具名称
规格
刀具材料
1
2
钻头
¢16
HSS
2
3、4、5、6、7、8
立铣刀
¢16,三刃
HSS
3
10、11、12、13、14
立铣刀
¢16,四刃
YT15,涂层
4
15
钻头
¢4.2
HSS
5
16
镗刀
微调镗刀¢18
涂层硬质合金
6
18
丝锥
M5
HSS
2、B面加工用刀具
序号
工步
刀具名称
规格
刀具材料
1
20、21
立铣刀
¢16,三刃
HSS
2
22
立铣刀
¢16,四刃
YT15,涂层
3
23
立铣刀
¢10,两刃
HSS
4
24
立铣刀
¢8,两刃
HSS
5
25、26
立铣刀
¢10,四刃
YT15,涂层
7
27
T型槽铣刀
¢16310
HSS
8
28
镗刀
微调镗刀¢26
涂层硬质合金
3、C面加工用刀具
序号
工步
刀具名称
规格
刀具材料
1
31
立铣刀
¢8,两刃
HSS
2
32
立铣刀
¢8,两刃
HSS
3
33
立铣刀
¢8,两刃
YT15,涂层
4、D面加工用刀具
序号
工步
刀具名称
规格
刀具材料
1
35、36
立铣刀
¢10,两刃
HSS
2
38、39
立铣刀
¢10,四刃
YT15,涂层
3
40
T型槽铣刀
¢16310
HSS
加工用刀具总表如下:
序号
刀具名称
规格
刀具材料
1
立铣刀
¢16,三刃
HSS
2
立铣刀
¢10,三刃
HSS
3
立铣刀
¢8,两刃
HSS
4
立铣刀
¢16,四刃
YT15,涂层
5
立铣刀
¢10,四刃
YT15,涂层
6
立铣刀
¢8,两刃
YT15,涂层
7
T型槽铣刀
¢16310
HSS
8
钻头
¢16
HSS
9
钻头
¢4.2
HSS
10
镗刀
微调镗刀¢18
涂层硬质合金
11
镗刀
微调镗刀¢26
涂层硬质合金
12
丝锥
M5
HSS
1.5切削参数
根据加工零件材料、刀具结构、刀具参数以及经济性和加工效率,确定刀具切削参数如下:
刀号
刀具名称
规格
主轴转速
进给量
背吃刀量
1
立铣刀
¢16,三刃
600
50
根据加工
2
立铣刀
¢10,三刃
800
50
部位确定
3
立铣刀
¢8,两刃
1000
50
4
立铣刀
¢16,四刃
1200
300
5
立铣刀
¢10,四刃
1400
300
6
立铣刀
¢8,两刃
1600
300
7
T型槽铣刀
¢16310
400
30
8
钻头
¢16、¢4.2
手工
9
镗刀
¢18、¢26
1500
手工
10
丝锥
M5
手工
手工
1.6
工具、夹具、量具
1、加工过程中所需要的工具清单如下表:
序号
名称
用途
1
铜棒
敲击工件
2
毛刷
清除切屑
3
活动扳手
夹紧工件
4
整形锉
去毛刺
5
百分表
找正工件
6
磁力表座
固定百分表
7
光电式寻边器
对刀
8
塞尺
对刀
2、加工过程中所需要的夹具清单如下表:
序号
名称
用途
1
平口钳
装夹工件
2
等高垫铁
装夹工件
3、加工过程中所需要的量具清单如下表:
序号
名称
规格
1
游标卡尺
150
2
深度尺
200
3
内测千分尺
5-30
4
外径千分尺
25-50
1.7
工艺卡编制
工艺卡详见附录二。
1.8
加工条件
基座零件加工时需准备上述刀具、夹具、工具和量具等,此外机床采用
TK7640数控铣床,操作系统为
SIEMENS802D,机床运行正常无异常噪音,切削
液采用煤油和机油混合液,喷淋式冷却,机床压缩气、冷却液供应正常。
1.9走刀路线及程序
一、A面
1、工步3:
粗铣外圆柱面¢150至¢151,保证深度28
程序名称
刀具号
R01
T1
刀具
刀补参数
程序
8.5
工步号
¢16,HSS
注释
3
N001G54G0X95Y0T1
N002Z150
N003S600M3
N004Z10M8
N005R1=-14
N006NN:
G0Z=R1
N007G41G1X85Y10F50
N008G3X75Y0CR=10
N009G2I-75
N010G3X85Y-10CR=10
N011G40G0X95Y0
N012R1=R1-14
N013IFR1>=-28GOTOBNN
N014G0Z150M9
N015M5
N016M2
;设定每次下刀深度
;建立刀补
;轮廓切削
;撤销刀补
;条件跳转
备注:
本程序经修改后可作为工步
10精加工程序。
2、工步4:
粗铣六边形138.6至139.6,保证深度28
程序名称
刀具号
R02
T1
刀具
刀补参数
程序
8.5
工步号
¢16,HSS
注释
4
N001G54G0X0Y97.3T1
N002Z150
N003S600M3
N004Z10M8
N005R1=-14
N006NN:
G0Z=R1
N007G41G1X-10Y79.3F50
N008G3X0Y69.3CR=10
N009G111X0Y0
N010G1AP=60RP=80.02
N011AP=0
N012AP=-60
N013AP=-120
N014AP=-180
N015AP=120
N016X0
N017G3X10Y79.3
N018G40G0X0Y97.3
N019R1=R1-14
N020IFR1>=-28GOTOBNN
N021G0Z150M9
N022M5
N023M2
;设定每次下刀深度
;建立刀补
;
;轮廓切削
;撤销刀补
;条件跳转
备注:
本程序经修改后可作为工步
11精加工程序。
3、工步5:
粗铣孔
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