毕业设计数控铣配合件的编程与加工Word文档下载推荐.docx
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毕业设计任务完成清单
说明书:
1份共26页;
图纸:
共1,
其中装配图0,零件图1;
电子文档:
文件夹2个;
文档10个;
容:
NC文件、CAD图、PROE零件图、
毕业设计论文
职业技术学院
毕业设计说明书
论文题目数控铣配合件的编程与加工(零件1)
系别机械工程系
专业数控技术
毕业生学号100109324
与姓名王洋阳
指导教师姓名杰
2013年5月
摘要
数控机床的出现以与带来的巨大利益,引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。
随着科技的发展,数控技术也在不断的发展更新,现在数控技术也称计算机数控技术,CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术,如像UG,PRO/E,Cimitron,MasterCAM,CAXA制造工程师等。
本文主要讲述数控洗配合零件的编程与加工的容和步骤,以与UG后处理部分。
关键词:
计算机辅助设计/计算机辅助制造,发展,数控技术
ABSTRACT
TheemergenceofCNCmachinetoolsandtheenormousbenefits.Worldwidesciencecommunityandindustryingeneralimportance..Withthedevelopmentofscienceandtechnology,Numericalcontroltechnologyisdevelopingcontinuouslyupdate,Nowthenumericalcontroltechnologyalsocalledcomputernumericalcontroltechnology,TheapplicationofCAD/CAMisaverystrongpracticaltechnology.LikeUG,PRO/E,Cimitron,MasterCAM,CAXAManufacturingEngineer.
Thispaperfocusesonthenumericalcontrolwiththecontentsandstepsofprogrammingandmachiningparts,andafterUGtreatment.
Computeraideddesign/computeraidedmanufacturing,Development,Numericalcontroltechnology
第一章前言
1.数控加工的特点
1可以加工具有复杂型面的工件
2加工精度高质量稳定
3生产率高
4改善劳动条件
5有利于生产管理现代化
6数控加工是CAD/CAE技术和先进制造技术基础
。
2.数控加工的主要对象
1多品种,单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件
2几何形状复杂的零件
3精度与表面粗糙度要求高的零件
4加工过程中需要进行多工序加工的零件
5用普通机床加工时,需要昂贵工装设备的零件。
3.数控加工工艺容
1选择并确定零件的数控加工容
2数控加工的工艺性分析
3数控加工工艺路线设计
4数控加工工序设计
5数控加工专用文件的编写
4.适合数控加工的容
1通用机床无法加工的容应作为优先选择容
2通用机床难加工,质量也难以保证的容应作为重点选择容
3通用机床加工效率低,工人手工操作劳动强度大的容,可在数控机床尚存在富裕加工能力的选择。
5.不适合数控加工的容
1占机调整时间长
2加工部分分散,需要多次安装设置原点
3按某些特定的制造依据加工的型面轮廓
6.数控加工工艺的概念
(1)数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和,应用于整个数控加工工艺过程。
数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术,它是人们大量数控加工实践的经验总结。
(2)数控加工工艺过程是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等,使其成为成品或半成品的过程。
7.CAD/CAM系统发展
20世纪90年代以前,市场上销售的CAD/CAM软件基本上为国外的软件系统。
90年代以后国在CAD/CAM技术研究和软件开发方面进行了卓有成效的工作,尤其是在以PC机动性平台的软件系统。
其功能已能与国外同类软件相当,并在操作性、本地化服务方面具有优势。
一个好的数控编程系统,已经不是一种仅仅是绘图,做轨迹,出加工代码,他还是一种先进的加工工艺的综合,先进加工经验的记录,继承和发展。
第二章、配合件设计的容与步骤
1、零件加工工艺的分析
1、零件的技术要求分析
定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准。
该零件首先以一个毛坯件的一个平面为粗基准定位,将毛料的精加工定位面铣削出来,并达到规定的要求和质量,作为夹持面,再以夹持面为精基准装夹来加工零件,最后再将粗基准面加工到尺寸要求。
材料名称:
铝型材
热处理:
正火。
强度较高,塑性和韧性尚好,最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件,以与对心部强度要求不高的表面淬火零件。
2、零件的结构工艺分析
由于典型零件需要配合的薄壁零件,形状比较简单,但是工序复杂,表面质量和精度要求高,所以从精度要求上考虑,定位和工序安排比较关键。
为了保证加工精度和表面质量,根据毛胚形状和尺寸,分析采用两次定位(一次粗定位,一次精定位)装夹加工完成,按照基准面先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工.。
零件基本尺寸:
120×
90×
35
技术要求:
(1)以小批量生产条件编程。
(2)锐角倒钝0.5x45°
(3)未注公差尺寸按IT14.
(4)零件尺寸:
(120x90x35)。
(5)材料:
45#调质处理HRC20到30。
2、刀具的选择
选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。
生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀,铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀;
加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀,对一些主体型面和斜角轮廓形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
曲面加工常采用球头铣刀,但加工曲面较低平坦部位时,刀具以球头顶端刃切削,切削条件较差,因而采用环形铣刀。
由于该零件材料为45号钢,应选择硬质合金刀。
因此选φ16的立铣刀(粗加工),φ8的立铣刀(精加工),φ9.8的麻花钻,φ16的球头刀。
3、毛坯的选择
毛该零件正面是由圆弧、直线、圆弧与圆弧相切、圆弧直线相切的凸台,圆弧加直线构成的型腔以与两个φ10H7的对称孔所组成。
侧面是由一个凸半球和两个对称的部分圆环组成。
零件图尺寸标注完整、正确,符合数控加工要求,加工部位清楚明确。
材料为45号钢,结构工艺性好,易加工。
零件的精度要求相对较高坯的选择
毛坯尺寸:
4、加工工艺路线设计
该零件加工顺序按照基面先行、先粗后精的原则确定。
采用粗加工——半精加工——精加工的顺序。
加工走刀路线包括平面进给走刀和深度进给走刀两部分路线。
平面的进给走刀,对外轮廓是从切线方向切入;
对轮廓是从过渡圆弧切入,如下图所示。
为使凸轮槽表面具有较好的加工表面质量,采用顺铣方式铣削,即对外轮廓按顺时针方向铣削,对轮廓按逆时针方向铣削。
深度进给按坡走铣法逐渐进刀到既定深度。
先加工正面,在加工侧面。
5、选择机床、工艺装备
1、数控机床与系统
选用加工中心(FAUNC——VMC850)
加工中心加工柔性比普通数控铣床优越,有一个自动换刀的伺服系统,对于工序复杂的零件需要多把刀加工,在换刀的时候可以减少很多辅助时间,很方便,而且能够加工更加复杂的曲面等工件。
因此,提高加工中心的效率便成为关键,而合理运用编程技巧,编制高效率的加工程序,对提高机床效率往往具有意想不到的效果。
工作台面尺寸
(长×
宽)
405×
1307(mm)
主轴锥孔/刀柄形式
24ISO40/BT40(MAS403)
工作台最大纵向行程
650mm
主配控制系统
FANUC0iMate-MC
工作台最大横向行程
450mm
换刀时间(s)
6.5s
主轴箱垂向行程
500mm
主轴转速围
60—6000(r/min)
工作台T型槽
(槽数-宽度×
间距)
5-16×
60mm
快速移动速度
10000(mm/min)
主电动机功率
5.5/7.5(kw)
进给速度
5—800(mm/min)
脉冲当量(mm/脉冲)
0.001
工作台最大承载(kg)
700kg
机床外形尺寸
宽×
高)(mm)
2540mm×
2520mm×
2710mm
机床重量(
kg)
4000kg
2、选择工艺装备
(1)夹具的选择
机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受施工或检测的装置称为夹具,又称卡具。
从广义上说,在工艺过程中的任何工序,用来迅速、方便、安全地安装工件的装置,都可称为夹具。
例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。
在机床上加工工件时,为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以与与其他表面的相互位置精度等技术要求,加工前必须将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)。
夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置(使工件在一次安装中能完成数个工位的加工,有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件以与夹具体(夹具底座)等组成。
按进给方式铣床夹具可分为直线进给式、靠模进给式和圆周进给式三种。
1、直线进给式铣床夹具:
这类铣床夹具用得最多,夹具安装在铣床工作台上,加工中随工作台按直线进给方式运动。
2、靠模铣床夹具:
靠模的作用是使工件获得辅助运动,形成仿形运动,它用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。
3、圆周进给式铣床夹具:
可在不停车的情况下装卸工件,一般是多工位,在有回转工作台的铣床上使用。
这种夹具结构紧凑,操作方便,是高效铣床夹具,使用于大批量生产。
现代的数控铣床夹具除用到常用的虎钳、分度头和三爪夹盘等通用夹具外还有万能组合夹具、多工位夹具、气动或液压夹具、专用铣切夹具和真空夹具等
(2)装夹方案的选择
在确定装夹方案时,只需根据已选定的加工表面和定位基准定工件的定位夹紧方式,并选择合适的夹具。
在选用夹具时,在能用普通夹具装夹加工的尽可能的选用普通夹具,在经济效应上可以减少成本的开支。
数控机床上用的夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求,所以我根据零件的形状考虑选择平口虎钳。
此时,主要考虑以下几点:
1 夹紧机构或其它元件不得影响进给,加工部位要敞开;
2 必须保证最小的夹紧变形;
3 装卸方便,辅助时间应尽量短;
4 对小型零件或工序时间不长的零件,可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工,以提高加工效率;
5 夹具结构应力求简单;
6 夹具应便于与机床工作台与工件定位表面间的定位元件连接。
该零件形状规则,四个侧面较光整,加工面与加工面之间的位置精度要求不高。
所以以底面和两个侧面作为定位,用虎钳从工件侧面夹紧。
使用注意事项:
1 夹紧工件时要松紧适当,用手板紧手柄,不得借助其他工具加力。
2 强力作业时,应尽量使力朝向固定钳身。
3 不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。
4 对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑,以防生锈
产品名称
型号
钳口宽度(mm)
钳口高度(mm)
钳口最大开度(mm)
定位键宽度(mm)
外形尺寸长×
高(mm)
平口虎钳
Q12160
160
50
18
500×
300×
200
6、确定切削用量
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,应在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说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
该零件材料切削性能较好,铣削平面和外轮廓面时,留0.2mm精加工余量,其次一刀完成粗铣。
确定主轴转速时,先查切削用量手册,硬质合金铣刀加工加工铸铁(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的转速)。
N=1000v/3.14D
确定进给率时,根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量,计算进给速度并填入工序卡片中。
Vf=Fn=Fn*Zn
背吃刀量的选择应根据加工余量确定。
粗加工时,一次进给应尽可能切除全部余量。
在中等功率的机床上,背吃刀量可达3-5mm。
半精加工时,背吃刀量取为0.5-2mm。
精加工时背吃刀量取为0.2-0.4mm。
7.工艺文件
7.1工序卡
数控加工工艺文件既是数控加工的依据,也是操作者遵守、执行的作业指导书。
数控加工工艺文件是对数控加工的具体说明,目的是让操作者更明确加工程序的容、装夹方式、加工顺序、走刀路线、切削用量和各个加工部位所选用的刀具等作业指导规程。
数控加工工艺技术文件主要有:
数控加工工序卡和数控加工刀具卡。
更详细的还有数控加工走刀路线图。
当前,数控加工工序卡、数控加工刀具卡与数控加工走刀路线图还没有统一的标准格式,都是由各个单位结合具体情况自行确定。
数控加工工序卡
零件1加工工艺卡
产品名称或代号
零件名称
零件图号
零件1
工序号
工步号
刀具
加工容
主轴转速r/min
背吃刀量mm
进给量mm/min
余量mm
设备
夹具
备注
1
φ63的面铣刀
铣毛坯
700
0.5
1200
数控铣
平口钳
工序1铣毛坯至尺寸,工序2铣正面,工序3铣侧面
2
φ16立铣刀
粗铣凸台
1500
0.2
3
精铣凸台
2000
4
φ8立铣刀
粗铣型腔
1800
1400
5
精铣型腔
2500
1300
6
φ9麻花钻
打孔
500
80
/
7
扩孔
8
粗铣侧面
9
精铣侧面
10
φ16球头刀
精铣球凸台
2800
编制
王洋阳
审核
批准
2012年11月20日
共2页
第1页
7.2刀具卡
数控加工刀具卡
零件1数控加工刀具卡
刀具号
刀具名称
规格材料
刀具数量
刀具长度
面铣刀
φ63硬质合金刀
>
10mm
立铣刀
φ16硬质合金刀
30mm
φ8硬质合金刀
球头刀
麻花钻
φ9高速钢刀
50mm
第三章数控加工过程简介
1、数控加工的特点
1.数控机床一开始就选定具有复杂型面的飞机零件作为加工对象,解决普通的加工方法难以解决的关键。
数控加工的最大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。
由于飞机、火箭和发动机零件各有不同的特点:
飞机和火箭的零、构件尺寸大、型面复杂;
发动机零、构件尺寸小、精度高。
因此飞机、火箭制造部门和发动机制造部门所选用的数控机床有所不同。
在飞机和火箭制造中以采用连续控制的大型数控铣床为主,而在发动机制造中既采用连续控制的数控机床,也采用点位控制的数控机床(如数控钻床、数控镗床、加工中心等)。
2.数控加工,就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。
数控机床是一种用计算机来控制的机床,用来控制机床的计算机,不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。
数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。
而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。
数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。
当零件的加工程序结束时,机床便会自动停止。
任何一种数控机床,在其数控系统中若没有输入程序指令,数控机床就不能工作。
机床的受控动作大致包括机床的起动、停止;
主轴的启停、旋转方向和转速的变换;
进给运动的方向、速度、方式;
刀具的选择、长度和半径的补偿;
刀具的更换,冷却液的开起、关闭等。
2、数控加工过程
1.打开机床
接通机床电源,系统启动后进入“加工”操作区JOG运行方式
检查机床。
开启后发现机床会出现报警信号,需按下复位键即可,使机床加上驱动力,才能正常操作机床。
2.回参考点即回零操作
用机床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。
在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点:
如出现灯亮,则说明未回参考点,如出现灯不亮,则说明已回参考点。
3.参数的设定
在CNC进行工作前,必须对一些参数进行设定,对机床和刀具进行调整:
(1)输入刀具参数与刀具补偿参数
(2)输入/修改零点偏置
(3)输入设定数值
刀具参数包括刀具几何参数,磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。
有些参数如R参数则一般不需修改
4.装夹工件
按照指定的装夹方式装夹工件
5.对刀
确定工件是否采用边角对刀还是中心对刀,使用寻边器找工件的零点,把每一把刀具都调到自己设定的编程零点,把编程零点所在机床坐标值输入机床中
6.导入程序
把自己编的程序输入机床定一个名字,对程序进行检查,确保程序本身没有错误以与也没有输入错误。
7.仿真
按编程仿真进入仿真系统,对程序进行仿真,检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入,并不断对程序进行修改,直到仿真的工件完全正确为止。
8.NC加工
退出仿真系统,先按复位键,回零。
刚开始时可进行单步加工,按下步加工键。
这时要一手按启动键,一手按停止键,如发现异常情况应立即停止。
直到确定程序无误后方可按自动加工键,加工完成后,将刀具退到安全位置,最后取下工件。
第四章UG后处理部分
一.简要概述
数控自动编程是利用计算机和相应的编程软件编制数控加工程序的过程。
UG后处理是数控加工中一个重要的环节,主要任务是把CAM软件生成的加工刀位文件转换成特定机床可接受的数控代码文件。
随着微电子技术和CAD技术的发展,自动编程系统已逐渐过渡到以图形交互为基础,与CAD相集成的CAD/CAM一体化的编程方法。
与以前的APT等语言型的自动编程系统相比,CAD/CAM集成系统可以提供单一准确的产品几何模型,几何模型的产生和处理手段灵活、多样、方便,可以实现设计、制造一体化。
采用CAD/CAM数控编程系统进行自动编程已经成为数控编程的主要方式。
二.UG后处理步骤
1.打开UG软件导入该零件图
2.创建程序,根据需要命名程序名称
3.创建刀具,分析零件的几何属性选择刀具种类与大小
4.设置几何体与加工坐标系
5.创建操作
6.生成刀具轨迹
7.2D动态
8.生成后处理,选择合适的后处理文件
第一步
具体操作如下图所示
第五步
第八步
三.生成后的程序
%
(TD=8.00mm,TR=0.00mm,8)
(ncname=R3,Administrator)
(S2500,F1500)
(ThuNov2219:
54:
062012,C:
\Study\1_igs.prt)
G17G40G80M09
G91G28Z0
S2500M03
G00G90G54
M08
G0G90X17.468Y-14.765
G0Z10.
G0Z3.
G1X19.045Y-15.73Z2.837F1000.
X20.901Y-15.651Z2.673
X22.415Y-14.575Z2.51
X23.098Y-12.847Z2.347
X22.73Y-11.027Z2.184
X21.429Y-9.7Z2.02
X1
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- 毕业设计 数控 配合 编程 加工