薄壁配合件的銑削加工

1、畢業(yè)論文論文名稱 薄壁配合件的數(shù)控銑削加工 姓 名 王建舉 學(xué) 號(hào) 20077110630231 年 級(jí) 2007秋 指導(dǎo)教師 姜建才 時(shí) 間 目 錄內(nèi)容摘要2關(guān)鍵詞2正文41. 薄壁配合件的加工工藝性分析 41.1薄壁配合件的圖樣工藝性分析 41.2選擇合適的機(jī)床 41.3加工路線的選擇 42. 薄壁配合件加工工藝的確定 62.1 工藝分析 62.2 工件的裝夾 72.3刀具的預(yù)調(diào)對(duì)刀點(diǎn)的選擇 82.4刀具，轉(zhuǎn)速,進(jìn)給量及背吃刀量選擇92.5 計(jì)量器具的選擇 92.6 編寫加工程序 93. 誤差分析與補(bǔ)償 164. 結(jié)論 16獻(xiàn)參考文17薄壁配合件的加工內(nèi)容摘要：本論文以薄壁配合件的加工工藝

2、為主題，對(duì)加工中心加工零件進(jìn)行了研究，旨在解決薄壁配合件原有加工中存在的各種問(wèn)題，如：加工中變形的問(wèn)題，讓刀補(bǔ)償，加工效率低，以及配合精度和粗糙度值的保證，等問(wèn)題。研究中，通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)，尺寸精度，形位精度，加工難點(diǎn)，工藝關(guān)鍵點(diǎn)的深入分析，采用工藝改進(jìn)，以期通過(guò)加工實(shí)驗(yàn)使薄壁配合件最終達(dá)到配合精度要求與表面粗糙度的要求。傳統(tǒng)的機(jī)床不能完成形狀輪廓復(fù)雜的工件，而且難以保證零件的精度要求，故采用funuc-0i系統(tǒng)立式加工中心加工此零件，可以提高加工中的穩(wěn)定性，減少加工工序。關(guān)鍵詞：薄壁 配合 工藝分析 數(shù)控編程零件圖正文：此薄壁配合件有兩張圖紙，根據(jù)圖紙要求和所用機(jī)床及夾具量具等制定工藝過(guò)程，論

3、述如下。1 薄壁配合件的加工工藝性分析薄壁配合件加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，根據(jù)加工實(shí)踐，利用數(shù)控機(jī)床具有高精度、高柔性、高效率，尤其適合加工具有精度要求高，工序多和曲面輪廓復(fù)雜的零件等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)使用fanuc 0i型數(shù)控加工中心加工此零件，闡述以下幾點(diǎn)問(wèn)題： 1.1 薄壁配合件的圖樣工藝分析圖樣分析主要有以下幾點(diǎn)：（） 尺寸精度要求和表面粗糙度要求。（） 相互位置精度要求。（） 復(fù)雜的曲線曲面。（） 是否有集中加工的表面。.2選擇合適的機(jī)床在選擇加工此件時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮加工中心的加工形狀復(fù)雜，工序集中，加工精度和定位精度高等加工優(yōu)勢(shì)。選擇數(shù)控加工中心的主要依據(jù)如下：加工中心

4、綜合了現(xiàn)代控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，精密測(cè)量技術(shù)以及機(jī)床設(shè)計(jì)與制造等方面的最新成就，具有較高科技含量。加工中心集中了金屬切削設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，具有多工藝手段，能實(shí)現(xiàn)工件一次裝夾后銑、鏜、鉆、锪等綜合加工，對(duì)中等加工難度的批量工件，其生產(chǎn)效率是普通設(shè)備的510倍，而且還節(jié)省工裝，調(diào)換工藝時(shí)能體現(xiàn)出相對(duì)的柔性。加工中心的控制系統(tǒng)功能較多，機(jī)床運(yùn)動(dòng)至少用個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，在機(jī)械制造領(lǐng)域承擔(dān)著精密復(fù)雜的任務(wù)加工，按給定的工藝指令自動(dòng)加工出所需幾何形狀的工件。1.3 加工路線的選擇 加工中心刀具的進(jìn)給路線包括孔加工進(jìn)給路線和銑削加工進(jìn)給路線。（1）孔加工進(jìn)給路線的確定孔加工時(shí)，一般是先將刀具在xy平面內(nèi)快速定位到

5、孔中心線的位置上，然后再沿z向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。刀具在xy平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，確定其進(jìn)給路線是重點(diǎn)考慮：a.定位迅速，空行程路線要短；b.定位要準(zhǔn)確，避免機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)反向間隙對(duì)孔位置精度的影響；c.當(dāng)定位迅速與定位準(zhǔn)確不能同時(shí)滿足時(shí)，若按最短進(jìn)給路線進(jìn)給能保證定位精度，則取最短路線。反之，應(yīng)取能保證定位精度的路線。刀具在z向的進(jìn)給路線分為快速移動(dòng)進(jìn)給路線和工作進(jìn)給路線。如圖1-1 圖1-1（2） 銑削加工進(jìn)給路線的確定銑削加工進(jìn)給路線包括切削進(jìn)給和z向快速移動(dòng)進(jìn)給兩種進(jìn)給路線。銑床加工進(jìn)給路線的選擇原則對(duì)加工中心同樣適用。z向快速移動(dòng)進(jìn)給長(zhǎng)采用下列進(jìn)給路線：a.銑削開口不通槽時(shí)，銑刀在z向可直

6、接快速移動(dòng)到位，不需工作進(jìn)給。如圖1-2ab.銑削封閉槽時(shí)，銑刀需要有一段切入距離za,先快速移動(dòng)到距工件表面的切入距離位置之上，然后以工作進(jìn)給速度進(jìn)給至銑削深度h。如圖1-2bc.銑削輪廓及通槽時(shí)，銑刀應(yīng)有一段切出距離zo，可直接快速移動(dòng)到距工件表面zo處。如圖1-2c 圖1-22 薄壁配合件加工工藝的確定2.1 工藝分析此件為配合件，兩配合件要求輪廓相配銷孔相配，材料為45號(hào)鋼，一般刀具都可以加工，不需要熱處理。由圖可知，此圖有公差要求和表面粗糙度要求，且比較高，所以在加工中應(yīng)予以注意。其中件1中有輪廓復(fù)雜的薄壁，厚度為mm，高度為10mm；中間島嶼是一個(gè)80的圓；島嶼中有一個(gè)40

7、5;1.5,底孔是12mm的沉孔；兩個(gè)16的通孔的定位尺寸為170；板總高度是29mm；長(zhǎng)寬都是200mm。件中兩16的通孔定位尺寸為140mm與件中兩通孔配合；有一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)輪廓高度為10mm與件薄壁配合。件毛坯為200mm×200mm×30mm,件毛坯為200mm×200mm×25mm。件1的加工工序：a.按先粗后精的順序銑大平面，保證尺寸29，達(dá)到表面粗糙度ra3.2的要求;b.用g41和g42依次加工薄壁，粗加工時(shí)和精加工時(shí)合理選擇切削用量，選擇鋒利的刀具，減少加工中薄壁的變形，保證粗糙度ra1.6；c.銑內(nèi)輪廓圓形周邊并保證表面粗糙度ra1.6

8、的要求；d.中心鉆在三個(gè)空的位置分別鉆三個(gè)中心孔，便于鉆頭引正；e.鉆三個(gè)12的孔；f.鉆40×1.5的孔；g.加工兩個(gè)16h7通孔,為保證ra1.6的粗糙度值要求，選擇鉆-粗鉸-精鉸的加工方案。件2的加工工序：a.銑大平面，保證尺寸23;b.鉆中心孔確定三個(gè)孔的位置；c.鉆三個(gè)12的通孔；d.銑削內(nèi)輪廓保證周邊的粗糙度值為ra1.6；e.加工兩個(gè)通孔要求和方案同件1。為了便于查閱及更好的指導(dǎo)編程加工把該零件的加工順序，所用刀具及切削用量的參數(shù)編入表1-1所示的薄壁配合件加工工藝卡中。 件1工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm1銑削上平面保

9、證尺寸29t0180立銑刀8004022中心鉆鉆三個(gè)工藝孔t02320003麻花鉆鉆三個(gè)12的孔t0312500504銑削薄壁t04108004015鉆兩個(gè)15.8的孔t0515.8400606精鉸兩個(gè)16的孔t0616450307銑削沉孔t07165003030 件2工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm1銑削上平面保證尺寸23t01808004022中心鉆鉆三個(gè)工藝孔t02320003麻花鉆鉆三個(gè)12的孔t0312500504鉆兩個(gè)15.8的孔t0515.8400605精鉸兩個(gè)16的孔t0616450306銑削輪廓t04108004017銑削沉孔t

10、071650030302.2 工件的裝夾加工中心夾具的選擇，主要有以下幾點(diǎn)方面：a.根據(jù)加工中心機(jī)床特點(diǎn)和加工需求，目前常用的家具類型有專用夾具，組合夾具可調(diào)夾具，成組夾具以及工件統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾系統(tǒng)；b.加工中心的高柔性要求其夾具比普通機(jī)床結(jié)構(gòu)的夾具更緊湊，盡量減少輔助時(shí)間，而且要保證足夠的剛性，能靈活多變。工件夾緊力的確定：a.夾緊既不應(yīng)破壞工件定位，又要有足夠的夾緊力，同時(shí)又不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形損傷工件表面；b.夾緊力的方向朝向主要限制位面，以保證工件的定位精度；c.夾緊力的方向有利于減少夾緊力；d.夾緊力應(yīng)盡可能靠近加工表面；e.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在剛性較好的部位；f.在實(shí)際加工中，

11、工件會(huì)受到慣性力和工件自重等外力的作用，所以還要選擇合適的夾緊力。結(jié)合本工件的形狀和加工特點(diǎn)，決定采用平口鉗裝夾。在使用中，為保持本次定位裝夾中所有需要完成的待加工表面充分暴露在外，需要和量塊配合使用。一次裝夾好后，盡量不在加工中途更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度。2.3刀具的預(yù)調(diào)與對(duì)刀點(diǎn)的選擇刀具預(yù)調(diào)概述在使用cnc系統(tǒng)的刀具直徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能時(shí)，需要知道刀具的直徑尺寸和長(zhǎng)度尺寸，即刀具預(yù)調(diào)。刀具預(yù)調(diào)是加工中心使用中的一項(xiàng)重要工藝準(zhǔn)備工作，其目的是在工藝設(shè)計(jì)后根據(jù)加工要求，確定各工序所使用的刀具在刀柄上裝夾好后的軸向尺寸和徑向尺寸。（如圖2-1，用于孔徑加工的可調(diào)鏜刀，在加工前必須準(zhǔn)確調(diào)整刀刃相對(duì)于

12、主軸軸線的徑向位置和軸向位置，即快速簡(jiǎn)單的預(yù)調(diào)到一個(gè)固定的幾何尺寸。） 圖2-1對(duì)刀點(diǎn)的選擇在加工中，要正確執(zhí)行加工程序，必須要確定工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的確切位置。對(duì)刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上定位裝夾后，設(shè)置在工件坐標(biāo)系中，用于確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系空間位置關(guān)系的參考點(diǎn)。在工藝設(shè)計(jì)和編程時(shí)應(yīng)合理設(shè)置對(duì)刀點(diǎn)，以操作簡(jiǎn)單對(duì)刀誤差小位原則。 圖2-2對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在工件上，也可以設(shè)置在夾具上，但都必須在編程坐標(biāo)系中有確定的位置，(如圖2-2)對(duì)刀點(diǎn)可以與編程原點(diǎn)重合，也可以不重合，這主要取決于加工精度和對(duì)刀的方便性。結(jié)合本工件的形狀和加工要求，決定把工件對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置在上平面的左下角位置因?yàn)槭褂玫臋C(jī)床是fun

13、uc加工中心，所以換刀點(diǎn)是機(jī)床固定的，如果更換或變化，會(huì)引起撞刀。2.4 刀具，轉(zhuǎn)速,進(jìn)給量及背吃刀量選擇道具的選擇是數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。加工此零件時(shí)，由于需要銑大平面所以選用80的立銑刀，銑薄壁是需要直徑稍小些，刀刃鋒利的刀具，以減少加工中薄壁的變形，工件中有空的加工需要中心鉆和麻花鉆。該零件加工所選刀具，轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量及被吃刀量詳見(jiàn)表2-1序號(hào)刀具號(hào)刀長(zhǎng)數(shù)量轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給量mm/min背吃刀量mm1250120003t3501500504t45018004015t5501400606t650145030

14、7t750150030302.5 計(jì)量器具的選擇由于測(cè)量時(shí)存在計(jì)量器具的測(cè)量不確定度，因此為了保證測(cè)量的可靠性，就必須選擇合適的計(jì)量器具。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按照計(jì)量器具所引起的測(cè)量不確定度的允許值選擇計(jì)量器具。結(jié)合本工件的尺寸要求及加工精度要求,選用三用游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，內(nèi)徑千分尺以及粗糙度儀。2.6 編寫加工程序由于此零件使用cam軟件出程序，內(nèi)容較多，部分加工程序如下：n10g90g54g00z100.000n12s3000m03n14x0.000y0.000z100.000n16x-100.000y-107.500n18z34.000n20g01z24.000f100n22y-100.000f

15、800.n1500g03x-44.775y-24.561i1054.357j1222.541n1502g03x-30.747y-36.439i3237.930j3809.969n1504g01x-29.075y-34.457n1506g02x-45.020y2.539i29.071j34.462n1508g02x-33.020y30.627i44.999j-2.617n1510g01z29.000f100n1512g00z100.000n1514x0.000y0.000n1516m05n1518m30n10g90g54g00z100.000n12s3000m03n14x0.000y0.000z

16、100.000n16x12.307y8.576n18z34.000n20g01z24.000f100n22g02x11.376y7.459i-8.125j5.830f1000n24g02x12.771y7.868i3.502j-9.367.n338g03x-10.500y-10.688i15.308j-1.356n340g03x14.929y0.726i10.463j10.724n342g01z19.000f100n344g00z100.000n346x0.000y0.000n348m05n350m30n10g90g54g00z100.000n12s1000m03n14x-70.000y-70

17、.000z100.000n16z50.000n18g99g81x-70.000y-70.000z-20.000r0.500f100n20g98x70.000y70.000n22g80g00z100.000n24x0.000y0.000n26m05n28m30n10g90g54g00z100.000n12s3000m03n14x0.000y0.000z100.000n16x-13.878y-5.075n18z29.000n20g01z19.000f100n22x-8.878f800n24x-9.256y-3.168z18.938n26x-10.311y-1.571z18.876n28x-11.8

18、61y-0.500z18.816n30x-13.666y-0.079z18.757n32x-15.473y-0.336z18.698.n1124g01y46.289n1126g03x41.699y74.902i-29.999j-1.364n1128g01x-6.836n1130g03x-31.934y57.324i2.441j-30.192n1132g02x-43.915y39.637i-38.678j13.298n1134g01z23.000f100n1136g00z100.000n1138x0.000y0.000n1140m05n1142m30手工編寫的孔的程序的加工如下：o0002 程序

19、號(hào)g40g80g49 取消上次的程序指令g91g30x0y0z0 回參考點(diǎn)t2 刀具號(hào)m6 換刀g54g90g0x0y0s1600m03 主軸正轉(zhuǎn)快速進(jìn)給g43h2z100 長(zhǎng)度補(bǔ)償g99g81x0y0z-29q2r2f30 第一個(gè)孔的中心孔加工x-70y70 第三個(gè)孔x70y-70 第三個(gè)孔的中心孔加工g0z100 抬刀t3 選刀m6 換刀g43h3z100 調(diào)用刀具補(bǔ)償g83x0y0z-29q2r2f30 第一個(gè)孔的鉆削加工x-70y70 第二個(gè)空的鉆削加工x70y-70 第三個(gè)空的鉆削加工g0z100 抬刀t5 選刀m6 換刀g43h5z100 調(diào)用刀具補(bǔ)償g83x-70y70z-29q2r2f30 第一個(gè)孔的鉆削加工x70y-70 第二個(gè)空的鉆削加工g0z100 抬刀t6 選刀m6 換刀g43h6z100 調(diào)用刀具補(bǔ)償g83x-70y70z-29q2r2f30 精鉸第一個(gè)孔的鉆削加工x70y-70 精鉸第二個(gè)空的鉆削加工g0z100 抬刀m5 主軸停止m30 程序結(jié)束3 誤差分析與補(bǔ)償在數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生以下幾種誤差：(1) 近似計(jì)算誤差：主要產(chǎn)生在加工列表曲線、曲面輪廓時(shí)，采用近似計(jì)算法所發(fā)生的逼近誤差。(2) 插補(bǔ)誤差：這是由于用直線段或圓弧段逼近零件輪廓曲線所產(chǎn)生的誤差。減少插補(bǔ)誤差