08数控技术专业毕业论文

云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文1云南国防工业职业技术学院毕业设计(论文)题目名称：基座的数控技工工艺设计学生姓名：代斌学号：20071104135系/专业：机电工程学院/数控专业指导教师：汪建昆（讲师）云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文2基座的数控技工工艺设计数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。因此我们要掌握好数控加工工艺与设计。数控加工工艺与设计的内容包括选择适合的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等，还要有合理的加工方法、工艺参数等。对此我设计了基座零件的加工工艺设计。介绍了数控加工工艺和数控的特点，加工工艺过程的概念，数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容，数控加工工艺与数控编程的关系，设计方法，对此零件如何工艺分析，程序如何编辑等。利用CAD/CAM软件及G代码指令进行手工编程。云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文3目录第一章概述1.1数控技工的特点1.2数控加工工艺的概念1.3数控加工工艺的主要内容1.4数控编程1.5CAD/CAM系统第二章基座的零件加工工艺2.1零件图工艺分析2.2材料分析2.3选择数控机床2.4设计工艺2.5填写数控加工工序卡片2.6加工程序2.7参考资料第三章3.1数控专业毕业论文心得与体会3.2参考资料云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文4第一章概述1.1数控加工的特点数控加工，也称之为NC（NumericalControl）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点：（1）提高生产效率；（2）不需熟练的机床操作人员；（3）提高加工精度并且保持加工质量；（4）可以减少工装卡具；（5）可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工件，数控加工一次装夹完成加工，缩短加工周期，提高生产效率；（6）容易进行加工过程管理；（7）可以减少检查工作量；（8）可以降低废、次品率；（9）便于设计变更，加工设定柔性；（10）容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台床；（11）操作容易，极大减轻体力劳动强度随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统。1.2数控加工工艺和数控加工工艺过程的概念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。1.3数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容1.选择并确定进行数控加工的内容；2.对零件图纸进行数控加工的工艺分析；3.零件图形的数学处理及编程尺寸设定的确定；4.数控加工工艺方案的制定；5.工步、进给路线的确定；6.选择数控机床的类型；7.刀具、夹具、量具的选择和设计；8.切削参数的确定；9.加工程序的编写、校验与修改；云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文510.首件试加工与现场问题处理；11.数控加工工艺技术文件的定型与归档。1.4数控编程系统1.数控程序输入数控机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为数控程序或零件程序。2.数控编程即把零件的工艺过程、工艺参数及其他辅助动作，按动作顺序和数控机床规定的指令、格式，编成加工程序，再记录于控制介质即程序载体（磁盘等），输人数控装置，从而指挥机床加工并根据加工结果加以修正的过程。数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的。数控加工机床的性能提升推动了编程技术的发展，而编程手段的提高也促进了数控加工机床的发展，二者相互依赖。现代数控技术下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，而编程方式也越来越丰富。1.5CAD/CAM系统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年代以后国内在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。云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文6第二章基座零件加工工艺图1-1图示为基座零件图。已知该零件的毛柸为410mm*260mm*90mm的方形坯料，材料为HT250。2.1零件图工艺分析该零件由平面、圆、孔系、U型槽、外轮廓组成。其中有4个Ф8和4个Ф12的孔，2个Ф20的孔，1个Ф200的圆，1个141.42*141.42的内方，4个U型槽，2个开口槽。长度和厚度公差为±0.1，孔径公差为±0.1，表面粗糙度为3.2。根据上述分析基座零件的外轮廓和U型槽的加工应分粗铣、半精铣、精铣三个阶段进行；4-Ф8孔的加工分为钻中心孔、钻孔二个阶段进行；4-Ф12孔的加工分为钻中心孔、钻孔、扩孔三个阶段进行；Ф20的孔的加工分为钻中心孔、钻孔、扩孔三个阶段进行。以保证表面粗糙度要求，同时以底面定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。2.2材料分析：灰铸铁牌号：HT250标准：GB9439-88特性及适用范围：为珠光体类型的灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文7器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件化学成分：碳C：3.16～3.30硅Si：1.79～1.93锰Mn：0.89～1.04硫S：0.094～0.125磷P：0.120～0.170力学性能：抗拉强度σb(MPa)：250硬度：(RH=1时)209HB试样尺寸：试棒直径：30mm热处理规范及金相组织：热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考）铸态金相组织：片状石墨＋珠光体零件材料为HT250。2.3选择数控机床由于基座零件的上表面为孔、圆、外轮廓和U型槽，只需单工位加工即可完成。故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、半精铣、精铣、钻孔、扩孔等工步，所需刀具不超过20把，选用华中立式加工中心即可满足上述要求，工件一次装夹后可自动完成铣钻铰攻螺纹等工步的加工。2.4设计工艺（一）选择加工方法1.表面的粗糙度要求为Ra3.2。可选择“粗铣----精铣”方案。2.孔加工方法的选择。孔加工前，为了便于钻头定位，先用中心钻钻中心孔，然后再钻孔。内孔的加工方案在很大程度上取决于内孔本身的尺寸精度和粗糙度，对于精度较高粗糙度较小的表面一般不能一把刀加工到图纸要求的尺寸报表表面粗糙度，而要分工步进行加工。该零件孔的加工方案选择如下：（1）孔4-Ф8表面粗糙度为Ra3.2，选择“中心钻-----钻”方案。（2）孔4-Ф12表面粗糙度为3.2，选择“中心钻-----钻-----扩孔”方案。3．U型槽加工方法。槽表面的加工方案在很大程度上取决于内槽表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于U型槽，表面粗糙为Ra3.2，选择，“粗铣-----精铣方案”。（二）确定加工顺序按照基面先行，先面后孔，先粗后精的原则确定加工顺序。外轮加工采用顺铣方式，内轮廓加工采用逆铣方式，刀具沿切线方向切入与切出。1.铣六方保证400mm*250mm*80mm2.去毛刺0.2~05*45°3.铣圆保证Ф200mm（1）粗铣轮廓。（2）精铣轮廓。4.铣内方（1）粗铣圆，去除大部分余量。（2）粗铣轮廓，留0.3mm单边余量。（3）精铣轮廓到要求尺寸。云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文85．加工4-Ф8孔保证Ф8、Ra3.2（1）钻中心孔。（2）扩4-Ф8孔至要求尺寸。6．加工4-Ф12孔保证Ф12、Ra3.2（1）钻中心孔。（2）钻4-Ф12孔。（3）扩4-Ф12孔至要求尺寸。7.铣开口槽（1）粗铣轮廓。（2）精铣轮廓。8．加工2-Ф20孔（1）钻中心孔。（2）钻2-Ф20孔。（3）扩2-Ф20孔至要求尺寸。9.加工U型槽（1）粗铣U型槽，留0.30mm单边余量。（2）精铣U型槽至要求尺寸。（三）确定装夹方案和选择夹具基座零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上平面、圆、孔系、U型槽、外轮廓、开口槽时。选平口虎钳来夹紧使零件伸出8mm左右，下面用垫块垫起，夹紧用百分表找正。（四）选择刀具所需有中心钻、钻头、立铣刀。其规格根据加工尺寸选择，表面粗铣铣刀直径应选大一些，以增大切削面积，但要考虑到刀库允许装刀直径也不能太大;表面精铣铣刀直径应选小一些，以减少误差。刀具选择时应注意：1.零件表面采用立铣刀加工，根据圆半径选择立铣刀直径，使铣刀工作时减少时间消耗。2.采用立铣刀加工，铣刀半径受轮廓最小曲率半径限制，R=10mm。3.孔加工各共步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。刀具卡片产品名称零件图号工序号刀具号刀具名称刀具型号01T01立铣刀Ф4002T02立铣刀Ф2003T03钻头Ф304T04钻头Ф805T05钻头Ф1006T06钻头Ф1207T07钻头Ф14云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文9（五）确定进给路线表面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定。因而所选铣刀直径为Ф40mm。故它沿X方向一次进给，其铣削范围见图2-1。在原点下刀依次粗加工半径39.9,79.8,99.7mm的圆，每次下刀10mm，加工三次；精加工时加工半径100mm的圆。图2-1斜方轮廓的粗精铣削加工由于受余量和R10的影响，因而所选立铣刀为Ф20mm，其铣削范围见图2-2。先用铣刀直径为Ф40mm的刀加工一个半径65的圆，每次深度为10mm，加工三次，去除多余余量；用Ф20mm的铣刀粗铣内方单边余量0.3mm；再用Ф10mm的精加工，通过修改刀补分三次加工。图2-2所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证。图2-3所示为各孔加工工步的进给路线;打中心孔----钻孔（----扩孔）.云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文10图2－3Ｕ型槽的粗精加工由于受R１１的影响，因而选立铣刀为Ф２０mm，其铣削范围见图2-４,可以用同把刀完成粗精加工。图2-4开口槽粗精铣选用立铣刀直径为Ф40,其铣削范围见图2-5，每次加工深度为10mm，加工六次。云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文11图2-5（六）确定切削用量云南国防工业专业技术学院2008级数控技术专业毕业论文12根据零件图知，该零件材料切削性能较好。铣削圆平面、斜方、U型槽及两侧型腔时，留精加工余量0.3mm。该零件表面粗糙度要求为Ra=3.2μm，可分粗铣、半精铣、精铣三步