数控技术毕业设计

XXXXXX学院毕业设计题目:板件数控铣削加工系别：机械工程系专业：数控技术班级：学生姓名：学号：指导教师：序言随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。本论文全文分四部份第一部分主要是对零件图纸的进行总体工艺分析，对零件的精度要求作出分析，粗糙度如何保证，进一步确定出所选的机床。第二部分主要对加工工艺的分析，作出对垂直度如何保证、定位基准面的确定以及夹紧、为加工过程提高效率的正确处理，缩短零件在批量加工过程中的对刀时间。还要对加工刀具的选择，刀具材料的确定刀具，如何确定切削用量，加工余量的选择等加工工艺参数作出正确的选择，为减少零件加工的成本作出考虑，加工工艺规程的确定与加工工序的怎样安排才能做到工艺安排的合理化。第三部分为数据处理，该部分主要是为给后面第四部分的加工程序奠定基础，而第四部分的加工程序数据采取第三部分的数据处理。最后，感谢在我写该论文过程中为我辅导的所有老师们，感谢老师们能在百忙之中抽取时间为我辅导，帮助我完成本次论文编写。由于编者的水平和经验有限，书中难免有错误和欠妥的地方，恳请读者批评指正，一边不断改正与完善。编者2011年10月18日零件设计图纸摘要本论文写了在加工零件前的零件图纸分析，之后是加工工艺分析，得出应该选用什么样的机床，加工顺序，选用什么样的刀具及其刀具材料，如何定位装夹。也概括了在学习中用到的一些辅助软件的基本应用，数据处理对于数控加工程序的只要性。关键词：刀具、机床、夹具、工艺目录一、数控机床的选择…………………………………………………………11、零件介绍…………………………………………………………………12、加工技术要求分析………………………………………………………13、机床的选择………………………………………………………………1二、数控加工工艺的确定…………………………………………………11、板件的定位与装夹………………………………………………………22、编程原点的确定…………………………………………………………33、刀具的选择………………………………………………………………44、板件加工工艺的路线……………………………………………………44.1加工工序选择…………………………………………………………44.2加工工序顺序安排……………………………………………………44.3板件的加工进给路线…………………………………………………55、板件数控加工的工艺参数………………………………………………175.1加工余量的选择………………………………………………………175.2切削用量的确定………………………………………………………17三、编程的数学处理………………………………………………………19四、数控加工程序的编制及说明………………………………………22五、总结…………………………………………………………………………30附录………………………………………………………………………………31附录一：板件数控铣削的刀具卡片……………………………………………31附录二：板件数控铣削的工艺过程卡片………………………………………32附录三：板件数控铣削的工序卡片……………………………………………33参考文献………………………………………………………………………34板件的数控铣削加工一、数控机床选择1、零件介绍如图零件图所示，该零件为板类零件，材料是45号钢，该零件材料为45#钢，45＃钢是一种中碳钢，含碳量45%，广泛用于机械制造，机械性能很好，用于制造要求高强度、高塑性、高韧性的重要零件。生产批量80件，无热处理工艺等其他要求。毛坯为125×85×24mm。2、加工技术要求分析板件是板类零件，该零件的加工重点是内孔，一般情况，这类零件精度要求较高，也有同轴度的要求。该零件轮廓和孔，型腔的尺寸差较大，须多把刀具才能满足。如图1所示，从图中公差算出最高尺寸精度最高为M12-7H，为IT7级，表面粗超度最高为Ra3.2um。3、机床的选择由于该零件是笑批量生产，换刀次数多，精度最高为IT6，如果选取数控铣床，换刀浪费时间，故选国产XH714型立式加工中心，其主要技术参数为：X轴行程为600mm、Y轴行程为400mm、Z轴行程为为400mm，工作台尺寸为800mm×400mm，主轴端面至工作台面距离为125-525mm，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和0.01mm，刀库容量为18把。二、数控加工工艺的确定零件总体分析：该零件为板类零件，无热处理要求，有上下表面粗糙度要求，平行度要求，精度为IT8，在加工过程当中必须注意保证精度而减少装夹次数，从零件图纸看该零件的加工要领在于如何保证精度和平行度及编程过程中如何把程序尽量缩短，避免程序的出错，还有就是该零件两个型腔内的四个沉孔孔底是平底，而不是有角度的，高度也只有4，选刀也要注意不要选钻头。选毛坯：因该零件要求材料45#，上表面和下表面都有粗糙度要求，且要求平行度为0.04，四周没有粗糙度和垂直度要求，可以设定毛坯尺寸为（125×图185×24）mm，如图1：1、板件的定位与装夹因该零件上表面和下表面都有粗糙度要求，且要求平行度为0.04，需要先铣一个面为粗基准面，再调为反面装夹粗、精铣反面并保证粗糙度，最后以精基准面铣原先的粗基准面并保证平面粗糙度和量平面的平行度并保证尺寸精度，故选机用虎钳为夹具，就机床本身只限制了X方向的自由度，工件底面的垫铁限制Z方向的自由度，此零件是中小批量加工的，为提高效率，需限制Y方向的自由度，所以用靠铁限制Y方向的自由度。如图2所示：图2另外，在垫铁的要球上也有一定的要求，因为我们加工的零件有通孔和螺纹孔，做的垫铁在工件底面的时候不能在加工当中被加工到，垫铁在加工当中只有放在工件底面的固定钳口和活动钳口两侧，不能放到中间，，所以垫铁需要两块，其中垫铁厚定位20mm，长度要求的是保证零件放上去能保证零件的平行度，故长度定为100mm，最后的宽度则以机用虎钳的钳口深度确定才能保证垫铁上面的零件在加工过程中能够完全加工到而不会铣伤机用虎钳。具体放置方法如图3所示：图32、确定编程原点因为该零件为板类零件，根据编程原点的确定原则：1）编程原点选择在设计基准上并提设计基准为定位基准，避免基准不重合而产生误差及不必要的尺寸换算。2）容易找正对刀，对到误差小。3）方便编程。4）在毛坯上的位置能够容易、准确的确定，并且给的加工余量均匀。5）对称零件的编程原点应选在对称中心。如图4所示：图43、刀具的选择刀具的选择主要是根据零件加工余量大小、结构特点、材质、热处理硬度、加工部位、尺寸精度、行位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求、结合刀具材料，正确合理的选择刀具。零件台阶、内轮廓铣削刀具的选用：台阶轮廓铣削过程中，为提高加工质量与加工效率，在条件允许的情况下应选用大径尺寸的刀具。型腔铣削时，刀具直径受限制，该零件内接圆弧半径为R7.5，因此型腔铣削可以选用直径为Ф12的硬质合金钢铣刀，齿数z等于3，外轮廓选用相同规格的刀具，且粗精铣也用同规格的铣刀。零件孔加工和螺纹加工刀具的选用：该零件4-Ф8H7孔加工选用Ф7的钻头打底孔，再分扩孔、铰孔，2×M12-7H的螺纹孔选择Ф10的麻花钻打底孔，然后再用M12的机用丝锥攻螺纹。4、板件加工工艺的路线4.1加工工序选择根据面加工和孔加工的经济精度、加工方法，确保零件加工部位的表面质量尺寸要求，各部位的加工方法为：台阶面粗铣和台阶面精铣、型腔选择粗铣→型腔精铣的加工方法；通孔采用钻底孔、铰孔的方法，沉孔一次性铣到位的加工方法；螺纹孔采用打底孔、扩孔、铰孔、攻螺纹的加工方法。4.2加工工序顺序安排按照先面后孔、先外后内、先粗后精的加工原则安排加工顺序。总体加工顺序为：下料：在锯床下125×85×24mm的毛坯；铣上下表面，但为了考虑成本，在经过图纸分析后，铣上下表面在普铣加工过程中可以达到精度要求，也可以达到粗糙度要求，故上下表面加工过程为：用机用虎钳夹住工件毛坯，粗铣上表面，然后翻面装夹粗精铣下表面，以粗精铣过的底面为精基准面加工后面的工序内容；铣台阶面：粗铣台阶面，且X方向留取0.2mm的精加工余量；精铣台阶面，并保证周边粗糙度。铣型腔；粗铣型腔，且X方向留取0.2mm的精加工余量；精铣型腔，并保证型腔的尺寸和粗糙度；打中心孔：用Φ3中心钻分别打深度为3mm的Φ8、M12的中心孔；钻孔：换用Φ7的钻头钻Φ8H7的底孔，扩孔，铰孔；螺纹加工:用Φ10的钻头钻M12的螺纹底孔，用铣刀铣Φ20的沉孔；攻螺纹。具体加工工序如见附录三。4.3板件的加工进给路线表1外形轮廓粗铣走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号1程序号O0001机床型号XH714加工内容粗铣外形轮廓共12页第1页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表2台阶外形轮廓精铣走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号2程序号O0001机床型号XH714加工内容精铣台阶外形轮廓共12页第2页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表3型腔粗铣走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号3程序号O0001机床型号XH714加工内容型腔粗铣共12页第3页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原起刀点走刀方向走刀线行切点相交表4型腔精铣走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号4程序号O0001机床型号XH714加工内容型腔精铣共12页第4页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表5Φ8H7孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号5程序号O0001机床型号XH714加工内容打Φ8H7中心孔孔共12页第5页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表6Φ8H7孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号6程序号O0001机床型号XH714加工内容钻Φ8H7孔到Φ7共12页第6页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表7Φ8H7孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号7程序号O0001机床型号XH714加工内容扩Φ8H7孔到Φ7.85共12页第7页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表8Φ8H7孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号8程序号O0001机床型号XH714加工内容铰Φ8H7的孔共12页第8页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表9M12螺纹孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号9程序号机床型号XH714加工内容钻M12螺纹中心孔共12页第9页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表10M12螺纹孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号10程序号机床型号XH714加工内容钻M12螺纹底孔共12页第10页外形轮廓走到路线编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交行切表11粗、精铣Φ20.02沉孔走刀路线数控加工走刀路线图工序号3工步号11程序号机床型号XH714加工内容Φ