毕业设计(论文)数控零件加工工艺与编程.doc
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1、 毕业设计数控零件加工工艺与编程CNC Parts Machining Technology and Programming 班 级: 学生姓名: 学 号: 指导教师: 职 称: 导师单位: 论文提交日期: 摘 要 数控加工因为其高柔性、高精度、高度自动化与高效率的特点,在机械制造业中的应用越来越广泛,在当今社会的位置越来越重要。本次设计我使用手动编程。本次毕业设计是关于某个零件的加工工艺与程序进行分析与编制,在本次设计中,通过对零件的图形分析,材料分析,选好了加工毛坯尺寸,另外还对加工的工序.工艺进行分析,从而手工将加工零件的全部工艺过程、工艺参数、位移数据等以规定的代码、程序格式写出,编制
2、出了适合所选铣床的程序。完成这次设计我做了以下工作:1.零件图进行分析。本零件是对称图形,尺寸要求不高,但是有圆角、曲面和二次曲线较复杂的结构,对加工的程序要求高。根据零件图,合理的构思出加工顺序,并数字化建模,用UG软件画出零件的立体图,并选择毛坯材料和尺寸。2.零件工艺性分析。加工的零件是对称的图形,一零件的几何中心为进刀点,也作为程序的原点。非加工的边缘四周区域是正方形,所以方便装夹,对夹具的要求不高。台虎钳足以满足零件装夹的要求。加工零件选择合理道具,粗铣毛坯量大,用面铣刀进行加工,其余的用6的立铣刀加工。球面用6球面铣刀加工。根据刀具和零件的要求算出切削用量,制定工艺卡片。3.数控铣
3、床零件加工程序的编制。手动编写出零件的加工程序,零件的程序中应用到了倒圆角的宏程序,球面的宏程序,二次曲线的宏程序。使用了G68旋转固定循环。零件加工的是内部结构,所以由上之下,由中间到四周进行加工。根据工艺卡片的要求分先后分别进行粗精加工。关键词: 零件的分析 装夹 工艺 编程 宏程序AbstractBecause the numerical control processing its high flexibility, the high accuracy, highly automated and the high efficiencys characteristic, is getti
4、ng more and more widespread in machine-building industrys application, is now getting more and more important in societys position.This graduation project is carries on the analysis and the establishment about some components processing craft and the procedure, in this design, through to the compone
5、nts graph analysis, the material analysis, chose the processing blank dimension, in addition to processing working procedure. The craft carries on the analysis, thus the handwork will process the code which, the program format the components the complete technological process, the technological para
6、meter, the displacement data and so on stipulated to write, established has suited chooses milling machines procedure. Completes this design to obtain from the following several steps:1.the pair gives the detail drawing carries on the analysis. This components are the symmetric figure, the size requ
7、est are not high, but has the fillet, the surface and the conic section complex structure, requests high to the processing procedure. According to the detail drawing, the reasonable idea processing sequence, and the digitized modelling, draws the components with the UG software the block diagram, an
8、d chooses the semifinished materials material and the size. 2.the components carry on the technological analysis. The processing components are the symmetrical graph, a components geometric center is the feed spot, also as procedure zero point. The non-processings edge all around region is a square,
9、 therefore the convenient attire clamps, is not high to jigs request. The bench vise satisfies the request which sufficiently the components attire clamps. The processing components choice reasonable stage prop, the rough milling semifinished materials quantity is big, carries on the processing with
10、 the face milling cutter, other uses 6 end mill processing. The spherical surface processes with 6 the spherical cutter. Figures out the cutting specifications according to the cutting tool and the components request, the formulation process chart.3.the numerical control milling machine components a
11、dd the project the foreword establishment. Manual compiled the components the processing program, in the components procedure applies the round angle great procedure, the spherical surface great procedure, the conic section great procedure. Used G68 to revolve the fixed cycle. What components proces
12、sing is the internal structure, therefore from, to all around carries on the processing from among. Carries on the thick precision work separatelysuccessively according to process charts request minute.key word: Components analysis Clamping Process Programming Macro programs目 录中文摘要及关键词2目录11.绪论31.1数控
13、机床的产生和发展31.2数控加工的特点41.3本课题的主要内容及任务42. 椭圆菱形板零件的图样分析42.1零件的结构特点分析42.2零件的技术要求分析53.椭圆菱形板零件的工艺分析53.1毛坯的选择53.2定位基准的选择53.3装夹方式的选择63.4刀具的选择63.5切削用量的选择74.拟定椭圆菱形板的加工工艺路线74.1表面加工方法的确定74.2工艺路线的确定84.3工艺卡片的制定84.3 1工艺过程卡84.3.2数控加工工序95.椭圆菱形板零件的数控加工程序的编制105.1编程方法的确定105.2坐标系的建立115.3加工程序清单12小 结17参考文献17附图 零件标准图纸18第一章 绪
14、论数控是现代机械加工的主流,并随着科学技术的发展,在不断进步。但是机械产品的结构越来越合理,其性能、精度和效率日趋提高,更新换代频繁,生产类型由大批量生产向多品种小批量生产转换。1因此,数控技术应用加工效率有待提高。据统计数控加工与编制加工程序的时间之比为1:30,所以提高生产效率,程序的编制是关键。短时间内制定零件的加工程序,可以有效的缩短数控加工时间。本次零件的手动编程,缩短编程时间,提高生产效率。数控零件加工工艺与编程设计中,采用了手动编程。手动编程与自动编程应用较多。自动编程是用CAD/CAM根据三维零件生成程序,虽然方便,可以生成复杂零件的程序,但是当需要改动时,改动较大,影响加工效
15、率。手动能绘制简单零件的程序,但是适应零件的范围广,改动很快捷,这次零件结构简单,适合手动编程。在零件加工前对其进行工艺分析,编制程序的基本知识和基本理论进行了解;选用机床、刀具、夹具及零件表面的加工方法;掌握数控工艺加工方法和数控加工程序编程方法。1.1 零件图分析与数字化建模分析零件图选择毛坯的尺寸,对零件加工尺寸、表面粗糙度等技术要求综合分析,得出零件的加工过程,最后选择合适的机床。根据零件图,用UG生成零件图的同时定下零件的内部腔体的加工顺序。目前主要的CAD/CAM软件有UG、PRO/E、CAXA、MasterCAM等。但是UG作为模具行业适用最广的数字化制图软件,和数控联系紧密。它
16、不仅三维建模功能强大,而且整个软件功能齐全,仿真刀路加工很形象,再加上对UG数字化建模的熟悉,所以选择了UG这个软件生成零件的立体图。适用UG时,我用到了长方体的命令来生成毛坯,用草图功能画出两正交椭圆,并修剪好两椭圆相交的二次曲线轮廓,再使用拉伸求差的命令得到内部结构。再使用边倒圆功能来满足零件的要求。最后在适用草图功能,画出球面的截面二维图形,最后回转求差得到球面图形。两椭圆正交形成的内腔,然后倒圆角,再对内腔底部的轮廓进行边倒圆,最后铣出球面。1.2 零件的工艺分析零件形状是对称的,所以用零件的几何中心为加工中心。毛坯选择的是长方体,四周便与装夹,用台虎钳能满足零件的加工,而且现有数控铣
17、床用的夹具就是台虎钳,节约选择夹具的时间。装夹好零件,根据铣床的加工特点,合理的制定出加工路线。零件是内腔结构,所以从中心入刀,每层进给3mm的深度,分层铣削,先粗加工,加工完测量尺寸,改刀补进行精加工。根据需要加工的内部轮廓给出的条件,查相关的表,计算出加工零件时所需要的切削速度,主轴转速和背吃刀量,选择所需的刀具(精加工和粗加工选择不同的刀具加工),并制定出道具卡片和工艺卡片。1.3 手动编写程序了解数控程序的意义和编制的格式、要求、特点等,在结合零件的内部结构,编制出合理的程序。以零件上表面的几何中心为零件的程序原点,用宏程序编写出曲线的轮廓,球面轮廓,倒圆角轮廓。虽然现在程序有自动编程
18、,半自动编程,但是我选择手动编程是因为,在简单的程序,自动与半自动都是由很多的坐标构成的,这对于机床本身就有不小的运算负荷,机床存储空间不能满足不说,加工的效率也很难保证,对于球面加工CAD/CAM软件是不能智能分辨曲面的概念。2手动编制宏程序,不仅语言简练而且严谨。3它把机床功能参数与编程语言结合,而且灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能,同时也给予操作人员极大的调整空间。另外宏程序使编程人员从繁琐的、大量重复性的编程工作中解脱出来。+所以用宏程序编制了曲线、圆角、球面的加工程序,结合数控铣床的加工特点,完成这次设计。随着科学的进步,数控技术也在随着提高,我觉得以后的数控加工会有很大的发
19、展前景。这次的毕业设计很重要,贴合实际,跟住了时代的步伐。第二章 零件图的分析与数字化建模2.1 零件图 见图1图1 数控加工二维零件图2.2 零件图的分析根据零件图1可知该零件整体是由(100mm*100mm)的正方形拉伸30mm成的长方体,所以准备一个105*105*35的长方体为加工毛坯,加工表面后得到100*100*30的尺寸。在长方体上表面由两个椭圆正交形成的阶梯形内腔,第一阶梯2mm深,第二阶梯向里偏置2mm深度为8mm。并且在两椭圆正交形成的四个拐角进行倒圆角,第一阶梯椭圆圆角半径R=8mm,第二阶梯椭圆半径R=10mm。,在内腔的底部整个轮廓进行边倒圆,边倒圆半径R=4mm。在
20、零件底部中央需要加工一个深度为4mm,宽度为35mm的球面。圆球的半径R=40.28mm。2.2.1 零件的加工表面分析本零件表面未给出加工要求,所以只要按照一般的表面处理方法即:先铣毛坯的四周便与装夹,因为零件是对称的,所以再以把不加工的一面加工平,把其作为放置平面,用台虎钳装夹在铣床工作台上。留粗加工余量。2.2.2 零件的技术要求分析由零件图1可知,该零件的加工轮廓由曲线、圆弧及直线构成,其形状复杂,所以加工需要采用数控机床铣削加工。零件的尺寸公差为IT14,表面粗糙度为给出要求,按一般数控加工方法,可以保证达到要求。腹板厚度30mm,且面积大,加工时不易发生振动,对加工的不利影响较小。
21、该零件为对称图形,且只在一面上加工铣削,所以只需要一次装夹就能加工出来。零件的加工深度最深为14mm所以选择刀具长度在20mm以上的刀具。改腔体内部有边倒圆(R=4mm),所以要选择球头铣刀。该腔体有阶梯布置,第一第二阶梯拐角出倒圆角半径分别为R=8mmR=10mm,但是这些圆角在XZ平面内,只需要一把6mm的立铣刀就够了。零件的尺寸标注较统一,且无封闭尺寸;构成该零件轮廓形状的各几何元素条件充分无互相矛盾之处,有利于编程和数控加工。2.3 零件的材料分析已给出材料45钢,HBS250,适合数控加工。2.4 零件的加工过程整体加工步骤是由上而下的加工,以零件的中心为原点,每次下3mm的深度,把
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