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典型零件的数控加工毕业论文

北京农业职业学院清河分院

毕业论文

论文(设计)题目:典型零件的数控加工

系别:机电工程系

专业:数控技术

班级:高职数控1012

学生姓名(学号): xxx(19)

指导教师姓名: xx

论文完成日期: 2012 年 4月 30日

一、摘要

数控机床是用数字信息对机床的的加工和工作过程进行控制的技术,本文简要介绍了当今世界数控技术的趋势。在此基础上讨论了在我国在全球经济技术一体化新环境下,发展我国数控机床、提高我国制造业水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技机床的几点看法。

数控机床是当今先进装备制造业中最核心的技术。当今世界各国制造业广泛发展和利用数控机床。而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重。

CAXA制造工程师是一套Windows原创、功能强大的三维造型、曲面实体完美结合的CAD/CAM一体化软件。本文使用CAXA制造工程师软件对凸轮模型进行零件设计和数控编程、后置处理及仿真加工,具有灵活的实体曲面造型功能和丰富的数据接口,可以实现零件复杂的三维造型设计,通过加工工艺参数的后置处理的设定,选取需加工的部分,自动生成适合的数控系统加工代码,通过直观的加工仿真和代码反读来检验加工工艺和代码质量。

关键词:“数控机床;数控系统;CAXA软件;”

目录

一、摘要 (3)

二、数控车零件部分 (4)

(一) 原题 (4)

(二) 二维制图 (5)

(三)三维建模图 (6)

(四) 工艺分析 (6)

(五) 刀具选择 (6)

(六) 确定装夹设计方案 (7)

(七) 加工设备 (7)

(八) 确定加工顺序及进给路线 (8)

(九) 工艺卡片 (9)

(十)加工程序 (9)

三、数控铣零件部分

(一) 原题 (11)

(二)二维制图 (12)

(三) 三维建模图 (12)

(四) 工艺分析 (13)

(五)加工刀具 (13)

(六)确定装夹设计方案 (13)

(七) 加工设备 (14)

(八) 走刀路线图 (14)

(九) 数控车工工序卡 (15)

(十)加工程序 (15)

四、致谢 (18)

附:参考文献 (18)

二、数控车零件部分

(一)原题

零件图2-1

(二)CAD二维制图

零件图2-1二维图

(三)CAD三维建模图

零件图2-1三维图

(四)工艺分析

所用机床为CK6136S数控车床,其数控车削加工工艺分析如下:

1.零件图2-1分析

该零件表面呦顺圆弧、倒角、圆柱、逆圆弧、槽及螺纹等表面组成。其中有多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为铜,无热处理和硬度要求。

通过上述分析,可采取以下几点工艺措施:

(1)对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,因其公差数值较小,故编程时不必取平均值,而全部取其基本尺寸即可。

(2) 为便于装夹,坯件左端应预先车出夹持部分,右端面也应先粗车出,毛坯选为φ40mm棒料。

(五)刀具选择

(1)粗车及平端面选用90°硬质合金右偏刀,为防止副后刀面与工件轮廓干涉(可用作图法检验),副偏角不宜较小,选kr'=35°。

(2)车槽时选用刀头宽度为4mm的切槽刀,左、右刀尖刃倾角的关系为相等。

(3)为减少刀具数量和换刀次数,精车和车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀,刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径,取rε=0.15~0.2mm。

将所选定的刀具参数填入表2~1数控加工刀具卡片中,以便于编程和操作管理。

数控加工刀具卡片

表2~1产品名称或代号CK6136S 零件名称轴零件图号XXX

序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀具半径/mm 备注

1 T01 硬质合金90°外圆车刀 1 车端面及粗车轮廓

2T02 硬质合金45°端面车刀 1 车端面及倒圆角

3T03 挖槽刀 1 切槽 4

4T04 硬质合金60°外螺纹车刀 1 车螺纹

5 T05 切断刀 1 车端面及切断

编程审核批

共页第页

(六)确定装夹设计方案

确定坯件轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准。左端采用软三爪自动定心卡盘夹紧。

(七)加工设备

数控车床的型号为CK6136S

主要技术参数(八)确定加工顺序及进给路线

工作范围床身上最大回转直径380mm

床身布局水平布局,双向线性导轨通过滑板最大回转直径200mm

最大顶尖距400mm

X 轴(横向)最大行程400mm

加工顺序按由粗到精、由近到远(由右到左)的原则确定。即先从右到左进行粗车(留0.2mm 精车余量),先从右到左都进行精车,然后切一条宽为4mm 的槽。之后车削螺纹。最后切断。

GK6136S 数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能,只要正确使用编程指令,机床数控系统就会自行确定其进给路线。

(九)数控车工工序卡 单位名称 XXX 产品名称或代号

零件名称 零件图号 XXX 轴 XXX 工序号 程序编号

夹具名称 使用设备 车间 001

软三爪卡盘和活

动顶尖

TND360

XXX

工序号 工序内容 刀具号 刀具规格 主轴转速 切削速度 背吃刀量 备注 1

平端面

T01

25×25

500

手动

z 轴(纵向)最大行程 400mm 导轨宽度 400mm

主轴

主轴头型号

ISOAZ 一6 / IT6 # 主轴孔径(独立主轴) 55mm 转速 0—3000r/min 手动夹头尺寸 200mm 刀架

型式

刀排 四方刀具柄规格 25mm X25mm 刀座中心高 105mm 电机

主电机功率

7.5KW X 轴电机功率 1KW Z 轴电机功率 1.5KW

床脚至主轴中心高度

955mm

外型尺寸mm 1750 x 740 x 1070 净重

1500KG

数控系统

西门子、发那科、北京凯恩帝

2 粗车轮廓T01 25×25 800 100 2 自动

3 精车轮廓T01 25×25 1100 80 0.2 自动

4 切槽T03 25×2

5 600 80 0.2 自动

5 粗车螺纹T02 25×25 710 1.5 自动

6 精车螺纹T02 25×25 710 1.5 自动

7 切断T03 25×25 600 80 0.2 自动

编制审核批准年月日共页第页

(十)加工程序

O001

%

N010 M03 S1000

N020 G00 X100 Z150

N030 T0101

N040 X40 Z3

N050 G71 U2 R2

N060 G71 P71 Q180 U0.2 W0.1 F100

N070 G00 X22

N080 G01 Z0

N090 G01 X24 Z-1

N100 G01 Z-30

N110 G01 X25

N120 G01 X31 Z-60

N130 G01 Z-67.5

N140 G01 X34

N150 G01 X36 Z-112.5

N160 G01 Z-112.5

N170 G01 X38

N180 G01 Z-145

N190 G70 P70 Q180

N200 G00 X50

N210 G00 Z-77.5

N220 G01 X36

N230 G02 X36 Z-107.5 R35

N240 G01 X45

N250 G00 X100 Z150

N260 T0303

N270 G01 X24 Z-28

N280 G01 X20

N290 G01 X40

N300 G00 X100 Z150

N310 T0404 S600

N320 G00 X26 Z3

N330 G92 X24 Z-28 F1.5 N340 X23.5

N350 X23

N360 X22.5

N370 X22.052

N380 X22.052

N390 X40

N400 X100

N410 Z150

N420 M30

三、数控铣零件部分(一)原题

错误!未找到引用源。(二)CAD二维制图

(三)CAD三维建模图

(四)零件工艺分析

在数控铣床上加工如上图所示零件,材料为铝合金,毛坯尺寸长×宽×高为75mm×75mm×20mm。

进行工艺分析如下:

(1)零件图工艺分析该零件加工的主要素是正反平面铣销、圆弧加工,重点是挖槽工序。

(2)检查零件的加工要求,如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证,是否还有更经济的加工方法或方案。

(3)对于零件加工中使用的工艺基准应当着考虑,它不仅决定了各个加工工序的前后顺序,还将对各个工序加工后各个加工表面之间的位置精度产生直接的影响。

(4)分析零件材料的种类、牌号及热处理要求,了解零件材料的切削加工性能,合理选择刀具材料和切削参数。

(5)当零件上的一部分内容已经加工完成时,应充分了解零件的已加工状态,数控铣削加工的内容与已加工内容之间的关系,尤其是位置尺寸关系,以及这些内容之间在加工时如何协调,采用什么方式或基准保证加工要求,如对其他企业的外协零件的加工。

在加工这个零件中我是按照先粗后精的原则确定加工顺序,即正反面平面加工→挖槽铣削粗加工→挖槽精加工→圆形挖槽铣销粗加工→圆形铣削精加工→花形挖槽铣销粗加工→花形铣削精加工。

(五)加工刀具

平面铣削粗加工采用ф8的平刀,挖槽铣削的半精、精加工采用Φ8的平刀。

①铣刀刚性要好;②铣刀的耐用度要高。

(六)夹具及装夹示意图

说明:

装夹设计方案

装夹方式:

工件用虎钳装夹,摆放方向如左图,工

件顶面高于钳口至少16mm.

X、Y加工原点:X、Y分中

Z加工原点:顶面

(七)加工设备

数控铣床的型号为XK712

(八)走刀路线图

可以利用MasterCAM对SX2进行编程加工,首先确定刀路:一是平面精加工,铣平工件上表面,二是铣型腔粗加工,三是铣型腔精加工。

1.在开机时,让机床返回原点。

2.在用虎钳装夹毛坯,把毛坯尺寸为75mm×75mm×20mm的毛坯牢固装夹在虎钳,再用百分表找正工件。

3.在安装ф8的刀具时,并启动主轴。

4.对刀:先X、Y向对刀,然后Z向对刀。

5.在检验对刀时在操作面板上返回程序输入页面,然后输入G00X0Y0Z10→确定→运行→G01Z0F300→确定→运行。

6.在发送程序时在数控铣床的操作面板上按自动→DNC,进入DNC界面,然后在电脑上把经过毛坯的自动编程的后处理程序发送到机床进行加工。

7.在加工工件机床接收完程序后开始加工,铣挖槽粗加工→铣挖槽精加工。

8.结束加工将手动松开夹具,卸下工件,然后清理机床。

(九)工艺过程

单位名称XXX 产品名称或代号零件名称零件图号

(十)加工程序 %

N100 G28 Z0. N102 M06 T1 N104 G43 H1 N106 S1000 M03

N108 G00 X-37.75 Y-37.75 N110 G00 Z30. N112 Z3.

N114 G01 Z-5. F150. N116 X37.75 F500. N118 Y37.75 N120 X-37.75 N122 Y-37.75 N124 X-35.95 Y-35.95 N126 X-5.115

N128 G02 X-15.379 Y-26.637 I5.115 J15.95 N130 X-30.758 Y0. I-1.942 J16.637 N132 X-15.379 Y26.637 I13.437 J10. N134 X-5.115 Y35.95 I15.379 J-6.637 N136 G01 X-35.95 N138 Y-35.95

N140 X-30.344 Y-30.344

XXX

凸模 XXX 工序号 程序编号

夹具名称 使用设备 车间 001

平口虎钳

XK712A XXX

工步号 工序内容 刀具号

刀具规格mm 主轴转速(r/min ) 进给速度(mm/min )

背吃刀量mm

备注

1 铣削凸花形 平刀 8 159

2 150 1 自动 2 挖凹四边形 平刀

8 1592

150

1 自动 编制

刘华峰

审核

批准

11年5 月 18日

共 页

第 页

N142 X-29.757 Y-30.512 N144 X-29.464 Y-30.593 N146 X-28.877 Y-30.749 N148 X-28.584 Y-30.825 N150 X-27.997 Y-30.969 N152 X-27.704 Y-31.039 N154 X-27.117 Y-31.172 N156 X-26.824 Y-31.235 N158 X-26.237 Y-31.357 N160 X-25.943 Y-31.415 N162 X-25.357 Y-31.524 N164 X-25.063 Y-31.576 N166 X-24.476 Y-31.675 N168 X-24.183 Y-31.721 N170 X-23.596 Y-31.807 N172 X-23.303 Y-31.848 N174 X-22.716 Y-31.923 N176 X-22.423 Y-31.957 N178 X-21.836 Y-32.021 N180 X-21.543 Y-32.05 N182 X-20.956 Y-32.102 N184 X-20.662 Y-32.125 N186 X-20.076 Y-32.165 N188 X-19.782 Y-32.182 N190 X-19.196 Y-32.21 N192 X-18.902 Y-32.222 N194 X-18.609 Y-32.231 N196 X-18.279 Y-32.408 N198 X-17.951 Y-32.58 N200 X-17.627 Y-32.747 N202 X-17.304 Y-32.91 N204 X-16.984 Y-33.069 N206 X-16.667 Y-33.224 N208 X-16.351 Y-33.375

N210 X-16.038 Y-33.522 N212 X-15.727 Y-33.665 N214 X-15.418 Y-33.805 N216 X-15.111 Y-33.941 N218 X-14.806 Y-34.073 N220 X-14.503 Y-34.201 N222 X-14.202 Y-34.327 N224 X-13.903 Y-34.449 N226 X-13.606 Y-34.567 N228 X-13.31 Y-34.683 N230 X-13.016 Y-34.795 N232 X-12.724 Y-34.904 N234 X-12.433 Y-35.01 N236 X-12.144 Y-35.113 N238 X-11.856 Y-35.213 N240 X-11.57 Y-35.31

N242 X-11.285 Y-35.404 N244 X-11.002 Y-35.496 N246 X-10.72 Y-35.585 N248 X-10.439 Y-35.671 N250 X-10.159 Y-35.754 N252 X-9.881 Y-35.835 N6088 X-17.627 Y32.747 N6090 X-17.951 Y32.58 N6092 X-18.279 Y32.408 N6094 X-18.609 Y32.231 N6096 X-18.902 Y32.222 N6098 X-19.196 Y32.21 N6100 X-19.782 Y32.182 N6102 X-20.076 Y32.165 N6104 X-20.662 Y32.125 N6106 X-20.956 Y32.102 N6108 X-21.543 Y32.05 N6110 X-21.836 Y32.021

N6112 X-22.423 Y31.957

N6114 X-22.716 Y31.923

N6116 X-23.303 Y31.848

N6118 X-23.596 Y31.807

N6120 X-24.183 Y31.721

N6122 X-24.476 Y31.675

N6124 X-25.063 Y31.576

N7164 X.75

N7166 Y.75

N7168 X-.75

N7170 Y-.75

N7172 X-10. Y-9.5

N7174 G03 X-9.5 Y-10. I.5 J0. N7176 G01 X9.5

N7178 G03 X10. Y-9.5 I0. J.5 N7180 G01 Y9.5

N7182 G03 X9.5 Y10. I-.5 J0. N7184 G01 X-9.5

N7186 G03 X-10. Y9.5 I0. J-.5 N7188 G01 Y-9.5

N7190 G00 Z30.

N7192 G28 Z0.

N7194 M05

%

致谢

光阴似箭,岁月如梭!我在安徽电大的业余学习将要结束,这篇论文将作为我的大学期间学习最后的一份答卷。在这两年多的学习和生活中,我不仅学到了丰富的专业知识,更得到了同学的友谊和各位师长的教诲。在学习过程中,深切感受到了各位老师学识渊博,认真授课,为人师表的优良品质。在此,发自内心的向各位老师表示由衷的感谢!

随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。本课题在选题及研究过程中,得到了***老师的悉心指导和帮助,*老师也向我提出了许多宝贵的意见和建议。感谢*老师在百忙之中抽出时间为我指导论文!同时感谢数控技术专业全体老师对我的培养,再次向他们表示诚挚的谢意和崇高的敬意!

另外还要感谢我的同学们对我学习、生活的关心和帮助。由于本人水平有限,文笔笨绰,加之本专业学习还不够精通。我想本文一定有不少的缺点和不足,恳请给予纠正。

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