泵盖的设计与原理

论文题目:泵盖的数控加工艺及程序设计姓名姚雄伟班级14G数遍学校西安技师学院指导教师前言数控铣削是一种应用非常广泛的数控切削加工方法，能完成数控铣削加工的数控设备主要是数控铣床和加工中心。由于数控铣床是多轴联动，所以除铣平面、铣台阶铣槽、铣成形槽，铣螺旋槽之外，各种平面轮廓和立体轮廓的零件，如凸轮、模具、叶片、螺旋桨等都可以采用数控铣加工。此外，数控铣床也可以进行钻扩、铰孔、攻螺丝、镗孔等加工。本课题根据数控机床的特点，针对铣床编程，进行了工艺方案的分析，装夹方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控铣床加工程序编制。以泵盖为例，通过对整个工艺过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序方面的优势。关键词：加工路线、刀具选择、工艺分析、程序编制、铣床、目录第一章数控加工技术的概述1—1数控技术简介·························21—2数控机床的结构及工作原理···················21—3数控机床的安全操作及应用领域·················4第二章泵盖的数控加工工艺分析和选择2—1零件图样分析···························62—2切削用量选择···························62—3刀具的选择····························72—4工件的装夹····························72—5加工顺序···························72—6确定工艺路线拟定数控切削加工工序卡7第三章加工程序及主要操作步骤3—1确定编程原点···························93—2按工序编制各部分加工程序···················93—3主要操作步骤······························18第四章结束语参考文献·····························19致谢·······························19第一章数控加工技术的概述1—1数控技术应用简介1．数控（NC)是数字控制（NumericalControl）的英文简称。它是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。其技术涉及多个领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。2．数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。例如：进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件(即正常说的数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等)，然后由机床上的数控系统读入(或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入)，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件.现代数控机床是机电一体化的典型产品,是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。3．数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平.它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。1—2数控机床的结构及工作原理1机床结构机床主体机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点：（1）采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。（2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。（3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。数控机床的辅助装置（4）助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置等。2数控系统的功能介绍数控系统的功能一般包括基本功能和选择功能。基本功能是CNC系统必备的数控功能，选择功能是供用户根据机床特点和工作途径进行选择的功能。3基本功能（1）控制功能控制功能主要反映了CNC系统能够同时控制的轴数（即联动轴数）。控制轴有移动轴和回转轴，有基本轴和附加轴。如数控车床一般为两个联动轴（X轴和Z轴），数控铣床和加工中心一般需要三个或三个以上的控制轴。控制轴数越多，CNC系统就越复杂。（2）准备功能准备功能（G功能）是指定机床动作方式的功能，由指令G和它后面的两位数字表示。ISO标准中，G代码有100种，从G00～G99，主要有基本移动（G00，G01，G02，G03）等。（3）插补功能插补功能指CNC装置可以实现插补加工线型的能力，如直线插补、圆弧插补和其它一些线型的插补，甚至多次曲线和多坐标插补的能力。（4）进给功能进给功能包括切削进给、同步进给、快速进给、进给倍率等。它反映了刀具的进给速度，一般用F代码后的数字直接指定各轴的进给速度，如F200表示进给速度为200mm/min。最大进给速度反映了CNC系统运算速度的大小，最新型的CNC系统允许采用100m/s的速度进行加工。（5）刀具功能刀具功能用来选择刀具，用T代码和它后面的2位或4位数字表示。（6）主轴功能主轴功能是指定主轴速度的功能，用S代码指定。（7）辅助功能用来规定主轴的启停和转向，冷却液的接通和断开，刀具的更换，工件的夹紧和松开等。（8）字符显示功能CNC系统可通过软件和接口在CRT显示器上实现字符显示，如显示程序、参数、各种补偿量、坐标位置和故障信息等。2工作原理数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品，是精密机械和自动化技术的综合体。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床工作流程（1）首先根据数控车床零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。（2）用规定的数控车床程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。（3）将数控车床加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控单元（MCU）。（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令（6）数控机床伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动机床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使机床自动完成相应零件的加工。1—3数控机床的安全操作及应用领域安全操作规程：开机前，应当遵守以下操作规程：（1）穿戴好劳保用品，不要戴手套操作机床。（2）详细阅读机床的使用说明书，在未熟悉机床操作前，切勿随意动机床，以免发生安全事故。（3）操作前必须熟知每个按钮的作用以及操作注意事项。（4）注意机床各个部位警示牌上所警示的内容。（5）按照机床说明书要求加装润滑油、液压油、切削液，接通外接气源。（6）机床周围的工具要摆放整齐，要便于拿放。（7）加工前必须关上机床的防护门。在加工操作中，应当遵守以下操作规程：（1）文明生产，精力集中，杜绝酗酒和疲劳操作；禁止打闹、闲谈、睡觉和任意离开岗位。（2）机床在通电状态时，操作者千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位，以防被电伤。（3）注意检查工件和刀具是否装夹正确、可靠；在刀具装夹完毕后，应当采用手动方式进行试切。（4）机床运转过程中，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。（5）清除切屑时，要使用一定的工具，应当注意不要被切屑划破手脚。（6）要测量工件时，必须在机床停止状态下进行。（7）在打雷时，不要开机床。因为雷击时的瞬时高电压和大电流易冲击机床，造成烧坏模块或丢失改变数据，造成不必要的损失。工作结束后，应当遵守以下操作规程：（1）如实填写好交接班记录，发现问题要及时反映。（2）要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁。（3）切断系统电源，关好门窗后才能离开。应用领域1制造行业机械制造行业是最早应用数控技术的行业，它担负着为国民经济各行业提供先进装备的重任。应该重点研制开发与生产现代化军事装备用的高性能三轴和五轴高速立式加工中心，五坐标加工中心，大型五坐标龙门铣等；汽车行业发动机、变速箱、曲轴柔性加工生产线上用的数控机床和高速加工中心，以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等；航空、船舶、发电行业加工螺旋桨、发动机、发电机和水轮机叶片零件用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。2信息行业在信息产业中，从计算机到网络、移动通信、遥测、遥控等设备，都需要采用基于超精技术、纳米技术的制造装备，如芯片制造的引线键合机、晶片键合机和光刻机等，这些装备的控制都需要采用数控技术。3医疗设备行业在医疗行业中，许多现代化的医疗诊断、治疗设备都采用了数控技术，如CT诊断仪、全身刀治疗机以及基于视觉引导的微创手术机器人等。4.军事装备现代的许多军事装备，都大量采用伺服运动控制技术，如火炮的自动瞄准控制、雷达的跟踪控制和导弹的自动跟踪控制等。5.其他行业在轻工行业，采用多轴伺服控制(最多可达50个运动轴)的印刷机械、纺织机械、包装机械以及木工机械等在建材行业，用于石材加工的数控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。在建材行业，用于石材加工的数控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。第二章泵盖的加工工艺分析和选择2—1零件图样分析根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。该零件图主要由平面孔系及外轮廓组成，内孔加工的方法有：钻孔、铣孔加工方法，中间Ø32孔的尺寸公差为H7,表面粗糙度要求为Ra3.2，可直接采用钻头钻孔。六个Ø7、Ø10台阶孔没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11—IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采用钻Ø7——铣孔Ø10的方案。三个Ø6的孔尺寸公差为H8，表面粗糙度要求不高，可采用Ø6钻头钻孔。平面轮廓常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等，在本设计中与外轮廓表面粗糙度要求Ra3.2mm,可采用粗铣——精铣的方案，选择以上方法完全可以保证尺寸精度，形状精度和表面粗糙度。2—2切削用量的选择切削用量包括主轴转速、切削深度、进给速度等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入程序单内。合理选择切削用量的原则是；粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本，半精加工或精加工时，应保证加工质量的前提下，兼顾切削效率，经济性和加工成本具体数值应根据机床在、说明书、切削用量书册，并结合经验而定。该零件材料切削性能较好，铣削平面，外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm的加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册硬质合金刀加工铸铁（190—260HB）时的切削速度为45—90m/min，取V=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近