凸模零件數(shù)控加工工藝及銑削編程畢業(yè)設計

畢業(yè)設計凸模零件數(shù)控加工工藝及銑削編程論文作者：李吉玉指導教師：劉培躍專業(yè)：數(shù)控技術(shù)系（院）：機電工程系答辯日期：年月日摘要本設計結(jié)合具體的零件銑削加工進程，介紹了數(shù)控技術(shù)、數(shù)控的進展趨勢、數(shù)控銑床的應用、數(shù)控的加工工藝、自動編程和手動編程。要緊運用所學知識和資料的查閱對零件圖的分析、制定工藝線路、確信工藝方案，包括機床的選擇、基準的選擇、確信裝夾方式、刀具的介紹與選擇、切削用量的選擇、程序的編制、仿真加工，深切、全面了解零件數(shù)控加工的全進程。關(guān)鍵字：數(shù)控技術(shù)加工工藝編程 目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 1 11.2數(shù)控加工技術(shù)的要緊應用對象 1 1 1 2 2第2章任務書 22.1畢業(yè)設計課題:凸模零件數(shù)控加工工藝及銑削編程 22.2設計任務與安排 3 32.4畢業(yè)設計起止時刻 3第3章設計圖 4第4章零件工藝的分析 6 6 6 6 7 7 7 7第5章設備選擇 85.1機床的選擇 8 8 8第6章刀具和切削用量的選擇 8 8 9 9第7章手工編程 9 9 14第8章自動編程 14第9章設計總結(jié) 18 第1章緒論在時期進展的今天，一個企業(yè)只有高質(zhì)量和高效率才有競爭力。在眾多行業(yè)中，機械制造業(yè)隨著科學技術(shù)和社會生產(chǎn)力的高要求與進展，對其加工出來的產(chǎn)品要求日趨周密、復雜，對產(chǎn)品加工設備的性能、精度、自動化程度等提出了愈來愈高的要求，可是采納專用的自動化機床加工小批量零件投資大、周期長，有時從技術(shù)上也難以加工。于是數(shù)控機床順應時期的進展誕生了，并結(jié)合現(xiàn)代科技，由DNC到CNC，從硬件數(shù)控系統(tǒng)進展發(fā)到運算機數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備也成為制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的進展亦取得了高度重視，最近幾年來取得了相當大的進步。專門是在通用微機數(shù)控領域，以PC平臺為基礎的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但數(shù)控技術(shù)仍然需要朝著穩(wěn)固、靠得住、高效率、通信、操作、編程方便，乃至環(huán)保節(jié)能的方向前進，達到更高層次的自動化、柔性化、敏捷化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化。對零件的加工進程，不僅軟硬件的物理條件很重要，工藝的分析及編程等軟環(huán)境也關(guān)系工件的質(zhì)量和加工效率，這需要政府和企業(yè)加大對人材教育的投入。1.2數(shù)控加工技術(shù)的要緊應用對象數(shù)控加工時一種可編程的柔性加工方式，但其設備費用相對較高，故目前數(shù)控加工要緊應用于加工零件形狀比較復雜、精度要求較高，和產(chǎn)品改換頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場合。具體地說，下面這些類型的零件最適合于數(shù)控加工：（1）形狀復雜、加工精度要求高或用數(shù)學方式概念的復雜曲線、曲面輪廓。（2）公差帶小、互換性高、要求精準復制的零件。（3）用通用機床加工時，要求設計制造復雜的專用工裝或需很長調(diào)整時刻的零件。（4）價值高的零件。（5）小批量生產(chǎn)的零件。（6）鉆、鏜、鉸、攻螺紋及銑削加工聯(lián)合進行的零件。1.3.1數(shù)控銑床的加工特點數(shù)控銑床是一種加工功能很強的數(shù)控機床，要緊采納銑削方式加工工件，能夠進行外形輪廓銑削、平面或曲面型銑削、孔加工及三位復雜型面的銑削，在數(shù)控加工中占據(jù)了重腹地位。世界上首臺數(shù)控機床確實是一部三坐標銑床，這要緊因為銑床有X、Y、Z三軸能夠移動的特性，加倍靈活，且可完成較多的加工工序。此刻數(shù)控銑床已全面向多軸化進展。目前迅速進展的加工中心和柔性制造單元也是在數(shù)控銑床的基礎上完成的。1.3.2數(shù)控銑床加工工藝的大體特點數(shù)控銑床加工程序不僅包括零件的工藝進程，而且還包括切削用量、走刀線路、刀具尺寸及銑床的運動進程受控于程序指令，加工的全進程都是依照程序指令自動進行的。因此，要求編程人員對數(shù)控銑床的性能、特點、運動方式、刀具系統(tǒng)、切削標準及工件的裝夾方式都要超級的熟悉。數(shù)控加工的大體特點如下:1.內(nèi)容十分明確而具體。2.工藝工作要求相當準確而周密。3.采納多坐標聯(lián)動自動操縱加工復雜表面。4.采納先進的工藝裝備。5.采納工序集中。1.3.3數(shù)控銑床加工工藝的要緊內(nèi)容（1）選擇適合在數(shù)控銑床上加工的零件，確信工序內(nèi)容。（2）分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容及其要求。（3）確信零件的加工方案，擬定數(shù)控銑削加工工藝線路。第2章任務書2.1畢業(yè)設計課題:凸模零件數(shù)控加工工藝及銑削編程工件名:凸模零件材料:45#鋼毛坯：160mm╳120mm╳30mm設計整體要求:數(shù)控銑削編程、(仿真)加工2.2設計任務與安排1.布置任務，撰寫開題報告；2.繪制零件的二維圖、三維立體圖,標注尺寸和技術(shù)要求(利用CAD/CAM軟件完成)；3.制定零件的數(shù)控加工方案；4.數(shù)控編程(手工編程)[依照把握的知識,能夠增加自動編程]；5.數(shù)控仿真加工；6.編寫畢業(yè)設計說明書及答辯。1.零件圖一張(CAD制圖)；2.零件數(shù)控加工工序卡片、刀具卡片、走刀線路圖；3.零件的數(shù)控加工程序及仿真。2.4畢業(yè)設計起止時刻2021.9—第3章設計圖二維圖三維圖第4章零件工藝的分析本課題設計的零件是凸模零件，它用于模具零件的加工，精度要求較高。兩個凸臺為加工沖裁件的凸模。加工時凸模固定在底座上，凸模要經(jīng)受專門大的沖裁力，在知足應力的要求下，就會在工件上擠出凹形，因此該零件必需有足夠的強度來經(jīng)受沖裁力，和足夠高的精度來保證凸模在用于生產(chǎn)加工中能保證被加工件的精度和自身的壽命。該零件要緊由平面、孔系、外輪廓組成。幾何元素只有直線和圓弧，加工相對照較簡單。μμμm，都以毛坯的中心軸線為工藝基準。由于兩個凸臺的位置比較接近，立銑刀的直徑不能太大，以避免顯現(xiàn)過切。小凸臺的尺寸及零件的剛性能夠知足刀具高速切削而不發(fā)生變形，可不能阻礙加工尺寸、形位精度。兩凸臺為加工零件的凸模結(jié)構(gòu)，為了避免小凸臺的刃口損壞，故小凸臺比大凸臺低2mm。Φ12mm的孔為讓位孔，φ38mm的孔為安裝打料桿的孔。該零件為45#鋼顏色：白色+棕色，高強度中碳調(diào)質(zhì)鋼，具有必然的塑性和韌性、較高的強度，切削性能好。其中σb=600MPa，σs=355MPa。毛坯的種類分為鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件、粉末冶金件。其中鍛件是金屬材料通過鍛造變形而取得的毛坯。適用于力學性能要求高，材料（鋼材）又具有可鍛性，形狀比較簡單的零件。由于本課題零件，生產(chǎn)批量小，精度要求較高，因此選用鍛件，熱處置后得持續(xù)的金屬纖維組合，保證零件工作靠得住。依照零件的加工形狀，Z方向上保留1.5mm的加工余量既可保證加工精度。那么毛坯的尺寸為加工該零件熱處置采納調(diào)質(zhì)處置后可取得較好的韌性及較高的強度等零件的綜合性能，硬度約為220HBS。熱處置標準：加熱至850-900℃，保溫1-3h后空冷。4依照粗基準的選用原那么：保證工件加工表面與不加工表面的彼此位置精度，選擇不加工表面為粗基準。毛坯的側(cè)面為不加工的表面，同時也保證了不加工表面與加工表面的彼此位置，應選用側(cè)面和未加工的上表面進行裝夾，加工下底面。臺階面以零件的上表面作為設計基準，但零件的設計基準與定位基準（下表面）不重合，通過尺寸鏈計算來保證加工精度，從而知足設計基準與定位基準重合的原那么。凸臺和孔系以零件φ38的孔的中心軸線作為設計基準。為了保證基準統(tǒng)一原那么，應選擇毛坯通過加工的下表面中心作為精基準。上、下表面的銑削需要精銑才能達到加工要求。臺階面粗糙度要求為Ra3.2，公差為IT8，精度要求較高需要粗銑μm，需要粗銑半精銑精銑才能達到要求。Φμm，需要鉆孔鉸孔達到要求。Φμm，需要通過鉆孔擴孔鏜孔鉸孔達到要求。依照基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔的原那么確信加工順序。由零件圖可知，Z向基準為A面，但設計基準與定位基準不重合故通過尺寸鏈計算保證加工精度使下表面為設計基準，從而使設計基準與定位基準重合，長、寬方向基準為φ38的孔的中心軸線。依照工序集中原那么，可將上表面、兩個凸臺的外輪廓、φ38的孔、φ12的孔在一次裝夾中加工出來。依照先面后孔的原那么，可將兩凸臺的上表面和外輪廓和臺階面在孔加工之前加工出來。零件的在機床上分兩次裝夾，加工順序如下：1.第一次裝夾：精銑下底面1mm；2.第二次裝夾（1）精銑A面至零件要求尺寸；（2）粗銑小凸臺上表面留0.2mm的精銑余量；（3）精銑小凸臺上表面至尺寸；（4）臺階面及凸臺外輪廓留0.2mm的精銑余量；（5）精銑臺階面及凸臺外輪廓至尺寸；（6）鉆φ3八、φ12的中心孔；第5章設備選擇5.1機床的選擇加工該零件應用銑削加工，應選用數(shù)控立式起落臺銑床，機床的數(shù)控系統(tǒng)為華中數(shù)控HNC-21M；主軸電機容量為4.0KW；主軸變頻調(diào)速變速范圍100-4000r/min；工作臺面積為（長x寬）1120mmx250mm；工作臺縱向行程760mm；主軸套筒行程120mm；起落臺垂向行程（手動）400mm；定位移動速度2.5m/min；銑削進給速度范圍0-0.50m/min；脈沖當量0.001mm；定位精度（300±0.03）mm；重負定位精度±0.015mm；工作臺許諾最大承載256kg。選用的機床能夠知足本零件的加工。零件為長方體塊件，為了保證加工精度要求和提高生產(chǎn)率，即直接靠夾具保證工件在機床上的正確位置，那么用機用平口虎鉗定位裝夾。注意工件必需高出鉗口13mm以上，下面用墊塊，壓板壓緊，但要注意墊塊的位置，應躲開通孔加工時的鉆頭伸出的位置。公差尺寸的公差品級在IT7-IT8，能夠選用游標卡尺（分度值為0.02mm）。平行度和孔徑選用百分表進行測量。表面粗糙度用表面粗糙度測量儀。經(jīng)常使用的切削液分為3大類：水溶液、乳化液、切削油。由于該課題加工的零件采納硬質(zhì)合金刀具高速切削，切削液潤滑成效較差，應選用以冷卻作用為主的濃度為5%的乳化液。第6章刀具和切削用量的選擇平面銑削上下表面時，表面的寬度為120mm，為了提高效率，縮短加工時刻，擬用面銑刀單次平面銑削。為使銑刀工作時有合理的切入/切出角，面銑刀直徑尺寸的選擇最理想的寬度應為材料寬度的1.3-1.6倍，因此選用Φ160mm的硬質(zhì)合金面銑刀（YG8），齒數(shù)10。因下表面單邊余量給為1mm；上表面單邊余量給為0.5mm，故直接進行半精加工達到技術(shù)要求。加工凸臺上表面時，用φ25mm的立銑刀進行粗銑、半精銑達到技術(shù)要求，粗銑留0.2mm的半精加工余量。面銑刀精銑時Vc=120m/min,?z=0.15mm/齒，那么主軸轉(zhuǎn)速為n=1000Vc/ΠD=318r/min應選n=320r/min，F(xiàn)=360mm/min。Φ25mm立銑刀粗銑Vc=75m/min,?z=0.1mm/齒，那么主軸轉(zhuǎn)速為n=1000Vc/ΠD=955r/min應選n=1000r/min，F(xiàn)=400mm/min；精銑時，選n=1200r/min，F(xiàn)=300mm/min。加工外輪廓及臺階面的加工時，盡管加工余量較大，但兩凸臺的相對位置較近，應選用4個齒的莫氏錐柄的Φ14mm的高速鋼立銑刀和5個齒的莫氏錐柄螺旋齒的Φ25mm的硬質(zhì)合金立銑刀同時加工外輪廓和臺階面，具有較高的切削性能；因尺寸精度和表面粗糙度的要求，需要粗銑后留0.5mm的加工余量精銑。Φ25mm立銑刀粗銑Vc=75m/min,?z=0.1mm/齒，那么主軸轉(zhuǎn)速為n=1000Vc/ΠD=955r/min應選n=1000r/min，F(xiàn)=400mm/min，；Φ14mm立銑刀粗銑Vc=40m/min,?z=0.1mm/齒，那么主軸轉(zhuǎn)速為n=1000Vc/ΠD=r/min應選n=1000r/min，F(xiàn)=400mm/min；Φ14mm立銑刀半精銑時F=300mm/min，精銑時F=150mm/min。加工Φ12孔時，因公差品級較高和粗糙度要求是Ra1.6，故需要Φ11.5的錐柄鉆頭進行粗加工后留單邊余量0.25mm用錐柄鉸刀進行精加工，鉆孔時選Vc=20m/min，?=0.2mm/r，n=600r/min，F(xiàn)=120mm/min；鉸孔時Vc=3m/min，?=0.25mm/r，n=80r/min，F(xiàn)=20mm/min；加工Φ38的孔時，考慮到需要倒角，為了保證加工精度，選用Φ11.5mm麻花鉆鉆底孔，φ36的擴孔鉆擴孔，φ37.7的鏜刀鏜孔，φ38的鉸刀鉸孔達到技術(shù)要求。擴孔時，Vc=20m/min，?=0.3mm/r，n=180r/min，F(xiàn)=60mm/min；鏜孔時Vc=80m/min，?=0.15mm/r，n=800r/min，F(xiàn)=120mm/min；鉸孔時Vc=20m/min，?=0.2mm/r，n=200r/min，F(xiàn)=40mm/min。第7章手工編程%0002G17G28G90G49G21M06T01G90G54G00X225Y0M03S240G00G43Z50H01Z-1G01X-225F360G00Z50X0Y0G91G28Z0G49M05M00G17G28G90G49G21M06T01G90G54G00X225Y0M03S240G00G43Z50H01G01X-225F400G00Z50X0Y0G91G28Z0G49M06T03G90G54G00X0Y0G43Z50H03M03S800G51X0Y0P2M98P1001M98P1001M98P1001M98P1001G51X0Y0P1M98P1001M98P1001G50S1000G51X0Y0P2M98P1002M98P1002M98P1002M98P1002M98P1002G50G00Z50X0Y0G91G25Z0G49M3S1000G90G54G00X0Y80G43Z50H03Z-3M98P1000M98P1000Z-6M98P1000M98P1000M98P1000M98P1000Z-10M98P1000M98P1000G50G00Z50X0Y0G91G28Z0M05G49M06T02G90G54G00X0Y0G43Z50H02M03S1000G00X100Y50Z-2M98P1003Z-4M98P1003Z-6M98P1003Z-8M98P1003M98P1003Z-10M98P1003G00X0Y80Z-2M98P1004Z-4M98P1004Z-6M98P1004Z-8M98P1004M98P1004Z-10M98P1004G00X0Y0G91G28Z0G49M06T04G90G54G00X0Y0G43Z50H04M03S1000G81X0Y0Z-3.5R5F100G80G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T05G90G54G00X0Y0G43Z50H05M03S600G83X0Y0Z-35R5Q2P1K2F120X-65Y0G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T06G90G54G00X0Y0G43Z50H05M03S180G73X0Y0Z-35R5Q2P1K2F60G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T07G90G54G00X0Y0G43Z50H07M03S800G85X0Y0Z-35R5P2F120G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T08G90G54G00X0Y0G43Z50H08M03S100G82X0Y0Z-35R5P2F20G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T09G90G54G00X0Y0G43Z50H09M03S80G82X-65Y0Z-35R5P2F20G80G00Z50G91G28Z0G49M05M06T02G90G54G00X0Y0G43Z50H02M03S550G00Z2#1=0WHILE#1LE90#2=5-5*SIN[#1*PI/180]#3=5-5*COS[#1*PI/180]G01Z-[1+#3]F60G03X[12+#2]R[[12+#2]/2]G03I-[12+#2]G03X0Y0R[[12+#2]/2]ENDWG00Z50G40X-75Y2Z-10G01X-55Y-3Z2G91G28Z0M30%1003G01G41X95Y-40D0F400G01X-42F150G02X-50Y-32R8G02X-47.11111Y-21.54037R8G03X-47.11111Y21.54037R28G02X-50Y27.69477R8G01Y32G02X-42Y40R8G02X20.3094Y36R8G02X50Y-17.56922R8G01Y-32G02X42Y-40R8G01X-95F1000G00Z5G40X100Y-50M99%1004G01G41X30.68558Y80D02F1000X73.92925Y28.45228F800G02X58.62319Y15.58079R10G02X54.65774Y51.4311R10G01X97.81356F1000Z5G40G00X0Y80M99%1000G01G42X37Y65D03F1000Y40F400X-50Y-40X50Y3X80Y22X48Y60G40X0Y80M99%1001G00X100Y50G01G42X95Y40D03F800G01X-42Y40F360G03X-50Y32R8G01X-50Y-32G03X-42Y-40R8G01X42Y-40G03X50Y-32R8G01X20.3094Y36G03X13.3812Y40R8G01X-95G00Z5G40X100Y50M99%1002G00X100Y50G01G42X95Y40D03F800Z-2G01X-42Y40F360G03X-50Y32R8G01X-50Y-32G03X-42Y-40R8G01X42Y-40G03X50Y-32R8G01X20.3094Y36G03X13.3812Y40R8G01X-95G00Z5G40X100Y40M997.2手工編程仿真圖第8章自動編程(該自動編程程序為摘自步號五、六、7、8的程序段)第9章設計總結(jié)通過這次畢業(yè)設計，我希望對自己即將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為即將參加的工作打下一個良好的基礎。因此，在這次設計中我必需要用好所學的知識，學習該學的知識，培育自己動手和動腦的能力，爭取在畢業(yè)時有一個中意的結(jié)果。做設計的進程中固然會有難題，再加上以往所學的知識不夠完善，需要常常到圖書館查閱一些資料，請教教師。而且此刻也在實習，因此會與實際相結(jié)合，更有利于對設計的完成。總之，這次設計既是對以往所學知識的溫習，也是對自己的補充，從而使自己在設計的進程中理清思路，再加上實習師傅的指導，我順利底完成了畢業(yè)設計。這次設計，使我再次熟悉到知識的無邊界，自己在不斷的追