机械制造毕业设计说明书

郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第1页共28页郑州信息科技职业学院毕业设计说明书题目端盖零件的数控加工技术系别机械电子工程系专业机械设计与制造班级08机械二班姓名刘士清学号083000892指导教师冯金广日期2010年11月8日郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第2页共28页前言本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案，学以致用理论联系实际，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础，最后，让我们在数控机床上加工出该零件达到图纸要求。数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。毕业设计让我们毕业生更好的熟悉端盖零件的加工工艺，学会分析零件，并进行零件的加工，最终完成一个合格的零件，为走上工作岗位打下基础。同时也把我们学的做一个全面的复习，巩固了知识培养了学习兴趣。郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第3页共28页目录一、任务内容…………………………………………………………4二、任务技术要求……………………………………………………4三、汇总相关专业知识点……………………………………………41.数控铣削加工特点…………………………………………………42.确定加工路线时应遵守以下原则……………………………………53.尺寸精度的影响因素………………………………………………54.形位精度的影响因素………………………………………………55.薄壁零件铣削………………………………………………………66.零件几何尺寸的处理方法…………………………………………67.刀具半径补偿修调…………………………………………………78.顺铣与逆铣的选择…………………………………………………79.切削用量的确定……………………………………………………810.精加工余量的确定…………………………………………………911.确定刀具切入切出路线……………………………………………1012.任意角度倒角和倒圆………………………………………………1013.确定最短加工路线…………………………………………………1114.合理选用切削液……………………………………………………1315.机用虎钳的找正及安装……………………………………………1316.试切对刀··························································14四、端盖零件加工工艺，程序编制及加工……………………………161．设备及工具选用……………………………………………………162．零件图纸分析………………………………………………………183．零件的加工工艺分析………………………………………………194．零件的装夹方案确定………………………………………………195．零件加工所用刀具及切削用量选用…………………………………206．工件原点及零件几何要素确定………………………………………217．制定数控加工工艺卡片及刀具卡片…………………………………228．走刀路线图…………………………………………………………239．数控加工程序编制……………………………………………………2410．试切加工及注意事项………………………………………………27结束语………………………………………………………………………29致谢…………………………………………………………………………29参考文献……………………………………………………………………29郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第4页共28页一、任务内容试用数控完成如图1-1所示工件的编程与加工。要求：零件的各加工技术要求符合图纸要求。图1-1零件图纸绘制零件图形三维效果图二、任务技术要求技术要求如下：（1）以年产量5万件生产；（2）不准用砂布及锉刀等修饰表面；（3）加工精度及表面质量符合图纸要求；注：（1）毛坯材料：硬铝；（2）毛坯尺寸：100×100×30。三、汇总相关专业知识点郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第5页共28页1.数控铣削加工特点①对零件加工的适应性强、灵话性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类、壳体类零件等。②能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线类零件以及三维空间曲面类零件。③能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。如可对零件进行钻、扩、镗、铰、攻螺纹、铣端面、挖槽等多道工序的加工。④加工精度高，加工质量稳定可靠。⑤生产自动化程度高，生产效率高。⑥从切削原理上讲，端铣和周铣都属于断续切削方式，不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，刀具应具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求刀具具有良好的红硬性。2.确定加工路线时应遵守以下原则①确定加工路线应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求，并保证高的加工效率。②为提高生产效率，在确定加工路线时，应使加工路线最短，刀具空行程时间最少。③所确定的加工路线应当能够减少编程工作量，以及编程时数值计算的工作量。在使用以上原则的时候，还应当考虑零件的加工余量，机床的加工能力等问题。3.尺寸精度的影响因素铣削加工过程中产生尺寸精度降低的原因是多方面的，在实际加工过程中，造尺寸精度降低的原因见表1.1表1.1数控铣尺寸精度降低原因分析影响因素序号产生原因工件装夹与校正1工件装夹不牢固，加工过程中产生松动与振动2工件校正不正确刀具及使用3刀具尺寸不正确或产生磨损4对刀不正确，工件的位置尺寸产生误差5刀具刚性差，刀具加工过程中产生振动加工6切削深度过大，导致刀具发生弹性变形，加工面呈锥形7刀具补偿参数设置不正确8精加工余量选择过大或过小9切削用量选择不当，导致切削力、切削热过大，从而产生热变形和内应力郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第6页共28页工艺系统10机床原理误差11机床几何误差12工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差4.形位精度的影响因素零件的形位精度有各加工表面与基准面的垂直度、平行度以及对称度等。在零件轮廓的加工过程中，造成形位精度降低的可能原因见表1.2。表1.2数控铣形位精度降低原因分析影响因素序号产生原因工件装夹与校正刀具及使用1工件装夹不牢固，加工过程中产生松动与振动2夹紧力过大，产生弹性变形，切削完成后变形恢复3工件校正不正确，造成加工面与基准面不平行或不垂直刀具及使用4刀具刚性差，刀具加工过程中产生振动5对刀不正确，产生位置精度误差加工6切削深度过大，导致刀具发生弹性变形，加工面呈锥形7切削用量选择不当，导致切削力过大，而产生工件变形工艺系统8夹具装夹找正不正确(如本任务中钳口找正不正确)9机床几何误差10工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差注：形位精度对配合精度有直接影响。5.薄壁零件铣削薄壁零件铣削时变形是多方面的。主要由于装夹工件时的夹紧力，切削工件时的切削力，工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形，使切削区温度升高而产生热变形。提高薄壁件加工精度和效率的措施如下；①切削力的大小与切削用量密切相关。从《金属切削原理》中可以知道：背吃刀量以pa，进给量f，切削速度υ是切削用量的三个要素。背吃刀量和进给量同时增大，切削力也增大，变形也大，对铣削薄壁零件极为不利。减少背吃刀量，增大进给量，切削力虽然有所下降，但工件表面残余面积增大，表面粗糙度值大，使强度不好的薄壁零件的内应力增加，同样也会导致零件的变形。6.零件几何尺寸的处理方法数控加工程序是以准确的坐标点来编制的，零件图中各几何元素间的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)应明确，各种几何元素的条件要充分，应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。例如，如图1-2所示，由于零件轮廓各处尺寸公差带不同，那么，用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时，就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。这时要对其尺寸公差带郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第7页共28页进行调整，一般采取的方法是：在保证零件极限尺寸不变的前提下，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，如图1-2所示的括号内的尺寸，编程时按调整后的基本尺寸进行，这样，在精加工时用同一把刀，采用相同的刀补值，如工艺系统稳定又不存在其他系统误差，则可以保证加工工件的实际尺寸分布中心与公差带中心重合，保证加工精度。图1-2零件尺寸公差带的调整图1-3刀具半径补偿7.刀具半径补偿修调刀具半径补偿除方便编程外，还可灵活运用，实现利用同一程序进行粗、精加工，即：粗加工刀具半径补偿=刀具半径+精加工余量精加工刀具半径补偿=刀具半径+修正量刀具半径补偿如图1-3所示，刀具直径为ф20立铣刀，现零件粗加工后给精加工留余量单边1.0㎜，则粗加工刀具半径补偿D01的值为：1.010.01.011.0dRR补㎜粗加工后实测L尺寸为L+1.98，则精加工刀具半径补偿D11值应为：11.0(1.980.03)/29.995R补㎜则加工后工件实际L值为L-0.03。8.顺铣与逆铣的选择如图1-4所示，根据刀具的旋转方向和工件的进给方向间的相互关系，数控铣削分为顺铣和逆铣两种。在刀具正转的情况下，刀具的切削速度方向与工件的移动方向相同，采用左刀补铣削为顺铣；刀具的切削速度方向与工件的移动方向相反，而采用右刀补铣削为逆铣。采用顺铣时，其切削力及切削变形小，但容易产生崩刃现象。因此，通常采用顺铣的加工方法进行精加工。而采用逆铣则可以提高加工效率，但由于逆铣切削力大，导致切削变形增加、刀具磨损加快。因此，通常在粗加工时采用逆铣的加工方郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第8页共28页法。图1-4顺铣与逆铣9.切削用量的确定数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。(1)切削用量计算：已知：直径Ф60，齿数4，取每齿吃刀量fz=0.06㎜/r，f=4×0.06=0.24㎜/r，设切削速度V=80ｍ/min主轴转速n=1000V/πD=1000×80/3.14×60=424r／ｍin进给量F=f·S=0.24×424=101.76㎜/min(2)我们在取切削用量时，可以适当变化一些，要根据加工时的实际情况来调整。当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，转速较高一点。刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。(3)钻削用量的选择。①钻头直径钻头直径由工艺尺寸确定。孔径不大时，可将孔一次钻出。工件孔径大于35㎜时，若仍一次钻出孔径，往往由于受机床刚度的限制，必须大大减小进给量。若两次钻出，可取大的进给量，既不降低生产效率，又提高了孔的加工精度。先钻后扩时，钻孔的钻头直径可取孔径的50％～70％。②进给量小直径钻头主要受钻头的刚性及强度限制，大直径钻头主要受机床进给机构强度及工艺系统刚性限制。在条件允许的情况下，应取较大的进给量，以降低加郑州信息科技职业学院毕业设计说明书专用纸第9页共28页工成本，提高生产效率。普通麻花钻钻削进给量可按以下经验公式估算选取f=(0.01～0.02)0d式中，0d为孔的直径。直径小于3～5㎜的钻头，常用手动进给。加工条件不同时，其进给量可查阅切削用量手册。③钻削速度钻削的背吃刀量(即钻头半径)、进给量及切削速度对钻头耐用度都会产生影响，但背吃刀量对钻头耐用度的影响与车削不