毕业设计(论文)数控机床毕业设计说明书.doc
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1、 目 录一、零件的加工工艺性分析 1、零件的基本结构分析 2、技术要求的分析 3、毛坯类型及材料的分析 4、零件装夹定位方案的确定二、数控加工的工艺分析 1、选择加工方法 2、确定加工顺序及走刀路线 3、刀具的选择(刀具明细表与刀具卡片) 4、切削用量的选择 5、拟订数控加工工序卡片 6、机床设备的主要技术参数三、编程与加工 1、设定毛坯与工件坐标系 2、编程方法的选择及主要格式 3、主要节点的计算 4、程序 5、程序说明书四、参考资料前 言随着数控机床在航空、航天、造船、汽车、模具等机械制造领域的广泛应用。现在机械制造技术发生了大的变化,大力发展,应用数控加工技术已成为全体机械制造企业的重中
2、之重,与此同时,数控加工技术人员的 乏,已成为制造工业快速,高效及可继续发展的瓶颈,快速有效地培养一大批能够熟练掌握现代数控编程与加工技术人才,已成为全社会的共同需求。数控机床是否能充分发挥其高精度,高要求、高效率的功能,数控编程与加工技能是关键,要编制一个合理的数控加工程序,使数控机床取得最佳的零件加工效果,数控加工技术人员既要掌握好编程指令的功能和编程技巧,又必须具备综合应用数控加工工艺及工艺装备相关知识的能力,做到两者相结合。本次毕业设计说明书是根据毕业设计任务书的要求所编写的,在本次设计中翻阅了机械加工工艺手册等资料,再结合所学的编程。机械制造技术等知识,才得以成功地完成这次毕业设计。
3、由于编者水平有限,在设计中经验不足,加之资料有限,难免出现错误和不足之处。还请老师批评指正。 YOU*YOU 2006年12月零件图(一)零件的加工工艺性分析1、零件的基本结构分析 由图纸可知零件是由外轮廓、平面、槽以及孔、螺纹孔组成。其中孔28H8、扇形曲面、扇形曲面岛屿的各个侧面,还有图纸上标D面和槽壁的粗糙度要求较高为Ra1.6。必须采用:粗半精精加工才能满足要求;其余的各个面要求也很高,粗糙度为Ra3.2,公差为0.1mm,采用:粗半精加工。图纸上有些尺寸还标明了公差要求,如28 ,60 等都是IT8级,2-10孔的公差等级更高为IT7。另外零件的外轮廓的前后左右都两两对称,且对称度都
4、为0.03mm。2、技术要求的分析图纸上要求零件加工完后要去除毛刺,可用锉刀倒钝,将锐边倒钝至不割手。图纸上还要求曲面扇形误差为0.05mm,未注公差为0.1mm以及其余的平面粗糙度要求为Ra3.2。这些要求在机床性能保证下,消除反向间隙是可以达到的。3、毛坯类型及材料的分析由图纸可以看得出,该零件的外形比较规则,可确定毛坯为长方体形状,零件材料为硬铝(主要为Al-Cu-Mg合金),没有经淬火+时效处理的硬铝,强度和硬度较低,加工时易出现变形和粘刀等不利于加工。因此,在粗加工前先退火,粗加工后,再进行淬火+时效处理。然后再半精、精加工,这样才能满足零件的加工要求和使用要求,硬铝的耐腐蚀性差,通
5、常会在其表面裹复一层纯铝以提高其耐腐蚀性。4、零件装夹定位方案的确定为保证零件各尺寸几各尺寸位置精度,以及提高加工效率,采用一次装夹完成全部外轮廓、平面、槽、孔、曲面的粗加工,粗加工完后对工件进行找正,然后再一次装夹完成全部半精、精加工。各方案确定如下:(1)、定位方案:根据基准重合和基准统一原则,以工件下表面和工件的一侧进行定位。采用合适的垫铁和平口钳固定钳口保证定位。(2)、装夹方案:该零件毛坯的外形比较规则,因此选择精密平口虎钳进行夹紧。零件装夹定位简图如下:一、 数控加工的工艺分析6、 机床设备的主要技术参数机床的选择需要符合以下三点:(1) 机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相
6、适应(2) 机床的工作精度应与工序要求的精度相适应(3) 机床的选择还应与零件的生产类型相适应根据上述要求,选择型号VMC750E的加工中心机床,其系统为FANUC oi-MB三轴立式加工中心,其参数如下:工作台台面尺寸为:320X1320mm.主轴轴线至垂直导轨面距离为:360mm.主轴转速为:454510r/min.重复定位精度为:0.025mm.主电动机功率为:5.5KW.外型尺寸为:2070X2230X2740mm.1、选择加工方法(1)上下表面及外轮廓的粗糙度要求为Ra3.2,可选用:粗铣精铣。(2)扇形曲面及内槽的加工:扇形曲面到D面槽粗糙度要求为Ra1.6,可选用:粗加工半精加工
7、精加工。E面槽的粗糙度要求为Ra3.2,可选用:粗铣精铣。(3)孔加工方法的选择:孔加工为了便于钻头引正,先用中心钻加工中心孔,然后再钻孔。内表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度较高,粗糙度Ra较小的表面,一般不能一次加工到规定的尺寸,而要划分加工阶段逐步进行。该零件的孔系加工方案选择如下:、2-M12螺纹孔:先钻中心孔钻底孔攻螺纹、2-10H7孔:表面粗糙度无要求,选择:钻饺、28H8孔:表面粗糙度为Ra1.6,选择:钻粗镗精镗2、确定加工顺序及走刀路线按基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序,详见“数控加工工序卡片”。数控机床反向间隙很小,并且具
8、有间隙补偿功能,顺铣可以提高工件表面粗糙度。同时对工件有一向下的作用力,使工件不易松动,同时还可以提高刀具寿命。因此数控机床采用顺铣,并且为保证切入切出处没有接刀痕,最好采用圆弧切入切出,或在工件延长线上切入切出。(1)粗、精铣上表面:选用80的面铣刀,刀具走刀路线如下:(2)粗、精铣外轮廓:使用10键槽铣刀,刀具走刀路线如下:(3)粗、精铣内槽:使用10键槽铣刀,刀具走刀路线如下:走完了a图走b图。 a图 b图(4)粗、精铣扇形曲面的加工:选用10的球头铣刀,刀具走刀路线如下:(5)钻中心孔:选用3的中心钻,刀具走刀路线如下:(6)钻螺纹底孔:选用10.3麻花钻,刀具走刀路线如下:(7)攻螺
9、纹:选用12丝锥,刀具走刀路线如下:(8)钻2-10H7孔:选用9.7的麻花钻,刀具走刀路线如下: (9)铰2-10H7孔:选用10的铰刀,刀具走刀路线如下:(10)钻28孔:选用26.6的麻花钻,刀具走刀路线如下:(11)粗镗28孔:选用27.6的镗刀,刀具走刀路线如下:(12)精镗28孔:选用28的镗刀,刀具走刀路线如下:3、刀具的选择(1)零件上下表面采用面铣刀加工,根据侧吃刀量选择端铣刀直径,使铣刀工作时有合理的切入切出角;且铣刀直径应尽量包容工件加工宽度,以提高加工精度和效率,并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。(2)槽与轮廓采用键槽铣刀粗加工,立铣刀精加工,铣刀半径R受轮廓最小曲率半
10、径限制,取R=5mm。(3)孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。(4)曲面加工采用球头刀加工。刀具明细表:序号刀具偏号刀具规格名称数量加工表面1T0180高速钢面铣刀1铣削上下表面2T0210键槽铣刀1粗铣槽及轮廓3T0310求头刀1铣削曲面4T043中心钻1钻中心孔5T0510.3麻花钻1钻2xM12底孔6T069.7麻花钻1钻2x10H7底孔7T0726.6麻花钻1钻28底孔8T0810立铣刀1精铣槽及轮廓9T0912机用丝锥1攻2-M12螺纹孔11T1010铰刀1铰2-10孔12T11内孔镗刀1粗、精镗28孔数 控 刀 具 卡 片零件图号1数控刀具卡片使用设备刀具名称面铣刀VM
11、C750E刀具编号T01换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1TO180硬质合金面铣刀1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号2数控刀具卡片使用设备刀具名称键槽刀VMC750E刀具编号TO2换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T02键槽铣刀1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号3 数控刀具卡片使用设备刀具名称球头刀VMC750E刀具编号T03换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T03球头刀1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号4数控刀具卡片使用设备刀具名称中心钻VMC750E刀具编号T04换刀方式程序编号刀具组成序
12、号编 号刀具名称规格数量备注1T04中心钻1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号5数控刀具卡片使用设备刀具名称麻花钻VMC750E刀具编号T05换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T05麻花钻1备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号8数控刀具卡片使用设备刀具名称立铣刀VMC750E刀具编号T08换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T08立铣刀1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号9数控刀具卡片使用设备刀具名称丝锥VMC750E刀具编号T09换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T09丝锥1 备注编制数 控 刀 具 卡
13、 片零件图号10数控刀具卡片使用设备刀具名称铰刀VMC750E刀具编号T10换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T10铰刀1 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号11数控刀具卡片使用设备刀具名称镗刀VMC750E刀具编号T11换刀方式自动程序编号刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T11镗刀1 备注编制4、切削用量的选择该零件材料切削性能好,铣削平面时,留0.5mm精加工余量,孔加工精镗余量留0.2mm,精铰余量留0.1mm。(1) T01 80面铣刀查参考资料实用机械加工工艺手册,选用刀具材料为高速钢(下同),因为高速钢韧性好,价格低切适用,而硬质合金较脆。查得
14、Vc=180300 m/min fz=0.20.3 mm/z由数控编程与加工中式2-2得:n=1000Vc/3.14D=1000x180/3.14x80=716.56 r/min由数控编程与加工中式2-1得:Vf=f*n=fz*Z*n=0.2x4x716.56=573.25 mm/min (2)T02键槽铣刀查参考资料机械加工工艺师手册得:Fz=0.15 Vc=100135 z=3 依公式的n=1000Vc/3.14D=1000100/3.1410=3184.7 r/minVf=f*n=fz*n*z=0.1533184.7=1433.12 mm/min(3)T03球头刀10Vc=100300
15、m/min f=0.18n=1000Vc/3.14D=1000100/3.1410=3184.7 r/minVf=f*n=600 mm/min(4)T04 3中心钻 n=1200 r/min(5)T05 10.3麻花钻,查得:Vc=105 m/min f=0.25n=1000Vc/3.14D=1000105/3.1410.3=3246.55 r/minVf=f*n=0.253246.55=811.64 mm/min(6)T06 9.7麻花钻 ,查得:Vc=105 m/min f=0.25 mm/rn=1000Vc/3.14D=1000105/3.149.7=3412.19 r/minVf=n*
16、f=0.253412.19=853.05 mm/min(7)T07 26.6麻花钻,查得:Vc=105 m/min f=0.4 mm/rn=1000Vc/3.14D=1000105/3.1426.6=1250 r/minVf=n*f=0.41250=500 mm/min(8)T08 10立铣刀,查得:Vc=120300 m/min fz=0.030.04 mm/zn=1000Vc/3.14D=1000120/3.1410=3821.65 r/minVf=f*n=fz*n*z=0.0333821.65=343.95 mm/min(9)T09 12机用丝锥,查书得:n=100 r/min Vf=2
17、00 mm/min (10)T10 10铰刀,查参数资料书实用机械加工工艺手册,得: f=0.02 mm/r Vc=43 m/minn=1000Vc/3.14D=100043/3.1410=1369.4 r/minVf=n*f=0.021369.4=27.39 mm/min(11)T11 内孔镗刀粗镗: Vc=100150 f=0.41.5 n=500 r/min Vf=80 mm/min精镗: Vc=150200 m/min f=0.20.1 n=800 r/min Vf=60 mm/min5、拟订数控加工工序卡片为更好地指导编程和加工操作,把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入数
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