典型零件數控銑削編程及仿真和我國微型汽車變速器生產廠家發(fā)展情況
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任 務 書一、題目:我國微型汽車變速器生產廠家發(fā)展情況和典型零件數控編程二、學生:三、班級:四、完成時間:XX 年 XX 月 XX 日以前五、任務一:我國微型汽車變速器生產廠家發(fā)展情況 六、任務二:典型零件數控編程零件如圖所示,圖中使用立銑刀銑削工件側面,立銑刀直徑 Φ20mm ,偏置量應是 10mm 將此值存入 H01 中,坐標系自定,試編寫其銑削加工程序。七、任務三:完成設計報告書一份,要求有前言、正文、結束語,用 A4 紙張規(guī)范書寫,字數在 1 萬字以上。指導教師: XX20XX 年 XX 月 XX日摘 要隨著數控技術的發(fā)展,數控技術給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大,它對一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科技的發(fā)展,數控技術也在不斷的發(fā)展更新,現在數控技術也稱計算機數控技術,加工軟件的更新快,CAD/CAM 的應用是一項實踐性很強的技術。如像 UG , PRO/E , Master CAM ,CAXA 制造工程師等。本文介紹了典型零件從毛坯到成品的加工過程。對零件的結構進行了分析,制定了零件的加工工藝內容。選擇了零件毛坯和設備,確定了定位基準與夾具,對零件的加工工藝方案、切削用量的選擇等進行了具體的分析。編制了工藝卡、工序卡和刀具卡片,程序等。關鍵詞: 定位基準;加工工藝;切削用量;程序AbstractWith the development of numerical control technology, numerical control technology brought revolutionary changes to the traditional manufacturing, manufacturing has become the symbol of industrialization, and with the continuous development of numerical control technology and application in the field of expanding, the development of some important industry plays a more and more important role.With the development of science and technology, development of numerical control technology has been updated, now the numerical control also called computer numerical control technology, processing software updates fast, the application of CAD/CAM is a practical technology.Such as UG, PRO/E, Master CAM, CAXA manufacturing engineers, etc.This paper introduces the convex plate parts machining process from blank to the finished product.The structure of parts are analyzed, and made the processing technology of parts.Chose the blank parts, and equipment, determine the locating datum and the fixture, the machining process of parts scheme, selection of cutting parameter and so on has carried on the detailed analysis.Prepare the process card, process card and card of tools, procedures. Keywords: locating datum;The processing technology;Cutting parameter;The program目 錄摘 要 .........................................................5Abstract.......................................................6一、 任務分析 ................................................7二、制定計劃 ...................................................92.1 零件工藝性分析 ..........................................91、結構性分析 ...........................................92、尺寸分析 .............................................92.2 裝夾方案和定位基準確定 ..................................91、確定生產類型,選用設備 ...............................92、工件的定位與夾緊 ....................................................................................102.3 刀具及切削用量選擇 .....................................121、選用刀具 ............................................122、切削用量的選擇 ......................................133、加工順序及進給路線擬定 ..............................152.4 相關知識點與技能點的應用 ...............................151、與零件特征相關的知識點 ..............................153、與零件特征相關的刀具方案知識 ........................164、與零件特征相關的程序編寫知識 ........................165、與零件特征相關的工件裝夾知識 ........................166、與零件特征相關的提高質量的方法 ......................177、與零件特征相關的編程方法 ............................17三、零件工藝文件編制 ..........................................183.1 編制機械加工工藝過程卡 .................................183.2 編制數控加工工序卡 .....................................193.3 編制加工直管的刀具調整卡 ...............................23四、零件加工程序確定 ..........................................244.1 建立工件坐標系,計算坐標點位 ...........................244.2 填寫加工程序單 .........................................25五、仿真驗證 ..................................................265.1 零件仿真加工 ...........................................265.2 零件加工操作步驟 .......................................265.3 操作中應注意的問題 .....................................31六、檢測控制 ..................................................346.1 量具準備及檢測方法 ....................................341、檢測方式 ............................................342、量具 ................................................346.2 檢測項目及檢測結果填寫 ................................346.3 質量分析 ..............................................351、尺寸精度達不到要求可能出現的原因 ....................352、表面粗糙度達不到要求可能出現的原因 ..................35七、總結與體會 ................................................36八、參考文獻 ..................................................37一、 任務分析使用 CAD 軟件繪制零件的二維圖如圖 1.1,如若圖紙不清晰詳見附錄.圖 1.1 零件二維圖圖 1.2 零件三維圖技術要求如下:1.為注長度尺寸偏差±0.5mm2.為注倒角 C0.53.去除毛刺飛邊4.零件表面不應有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷5.為注形狀公差應符合 GB1184-1980 的要求6.材料:45 鋼。本次任務的背景以及目的:隨著科學技術的發(fā)展,機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平,則是反映國民經濟實力和科學技術水平的重要標志之一。而數控技術是現代化加工設備的基礎,又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技術的支撐。數控技術它綜合了計算機、自動控制、電機、電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造等學科領域最新成果而形成的一門綜合科學技術。對制造業(yè)實現自動化、柔性化、集成化、智能化生產起到舉足輕重的作用。按給定零部件圖及條件和要求,完成零部件的數控加工工藝規(guī)程設計,使我們能融會貫通掌握所學習的專業(yè)知識,提高我們的動手能力,達到活學活用,做一個合格的應用型工程師。本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課,技術基礎課以及專業(yè)課之后而進行。此次的設計是對大學期間所學各課程及相關的應用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練。主要任務如下(1)繪制零件二維圖及三維圖;(2)分析零件結構、技術要求等;(3)對零件進行工藝分析;(4)制定合理的加工方案;(5)對零件編程及仿真加工。二、制定計劃2.1 零件工藝性分析1、結構性分析通過對典型零件圖的重新繪制,知原圖樣的視圖正確、完整,尺寸、公差以及技術要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱,該零件的基本結構狀況已經大致掌握。主要結構形狀由多個圓柱體組成,2 個通孔以及 1 個半圓柱凸臺和方形板等特征組成詳見零件圖。2、尺寸分析該零件尺寸精度等級較低,尺寸精度技術要求中說明未標注尺寸偏差為±0.5mm,由上面可以看出,本零件對尺寸精度要求較低。3、表面粗糙度分析2-Φ8 的通孔表面粗糙度為 Ra1.6um,其余表面粗糙度為 6.3um ,本零件對表面粗糙度要求一般。2.2 裝夾方案和定位基準確定1、確定生產類型,選用設備圖 2.1XD-40A 數控加中心由于該零件屬于單件小批量生產,因此不用考慮生產效率等問題,只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應的設備進行加工即可,但為了減少人為的換刀量,根據現有的數控機床,確定選擇由大連機床集團生產的 XD-40A 系列數控立式加工中心圖 3.1,XD 系列立式數控銑床是大連機床集團公司引進先進技術生產的新一代數控機床,該系列機床不僅適用于板類、盤類、殼體類、精密零件的加工,而且適用于模具加工。機床底座、立柱、主軸箱體、十字滑臺、工作臺等基礎件全部采用高強度鑄鐵,組織穩(wěn)定,永久確保品質。鑄件結構均經過機床動力學分析和有限元分析,合理的結構程度與加強筋的搭配,保證了基礎件的高剛性。其主要技術參數如下:表 2.1 技術參數表2、工件的定位與夾緊在制定零件加工的工藝規(guī)程時,正確的選擇工件的定位的基準有著十分中的意義。定位基準選擇的好壞,不僅影響零件加工的位置精度,而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準是保證零件加工精度的前提,還能簡化加工工序,提高加工效率。在確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點:1.盡可能作到設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一;2.盡量將工序集中,減少裝夾次數,盡量可能做到在一次裝夾后就能加工出全部待加工表面;3.避免采用占機人工調整裝夾方案。1)基準重合原則。為了避免基準不重合誤差,方便編程,應選用工序基準作為定位基準,盡量使用工序基準,定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。2)便于裝夾的原則。所選的定位基準應能保證定位準確、可靠,定位夾緊簡單、易操作,敞開性好,能夠加工盡可能多的表面。3)便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經確定的情況下,保證對刀的可能性和方便性。本次零件以下表面為定位基準,加工上表以及外輪廓面由于夾具確定了零件在機床坐標系中的位置,即加工原點的位置,因而首先要求夾具能保證零件在機床坐標系中的正確坐標方向,同時協調零件與機床坐標系的尺寸。除此之外,主要考慮下列幾點:1.當零件加工批量小時,盡量采用組合夾具,可調式夾具及其它通用夾具;2.當小批量或成批生產時才考慮采用專用夾具,但應力求結構簡單;3.夾具要開敞,其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀(如產生碰撞等) ;4.裝卸零件要方便可靠,以縮短準備時間,有條件時,批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。綜合考慮該零件的加工工藝,鉆孔銑孔的加工,選擇機用平口鉗圖2.2 做為我們的夾具最為合理。在銑削外輪廓的時候需要使用,壓板把零件固定住,再進行銑削。圖 2.2 通用平口鉗圖 2.3 夾緊方式本零件使用通用平口鉗,夾持工件左右端面,下面使用登高墊鐵支撐,防止在加工過程中,切削力過大,工件移動或掉落。使用登高墊鐵,應把等高墊鐵擦干,保持放置面沒有雜物。這樣才能保證零件加工精度。2.3 刀具及切削用量選擇1、選用刀具刀具的選擇是數控加工工序設計的主要內容之一,它不但影響機床的加工效率,而且直接影響加工質量。另外,數控機床主軸轉速比普通機床高 1-2 倍,且主軸輸出功率大,因此與傳統(tǒng)加工方法相比,數控加工對刀具的要求更高,不僅要求精度高、強度大、剛度好、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調整方便。隨著刀具材料性能的提高與結構特性的改善,數控加工用刀具在耐用度、剛度、抗脆性、斷屑和調整更換等方面的性能已有很大的改善。例如,目前涂層刀具,立方氮化硼刀具以至陶瓷刀具與金剛石刀具等可使刀具的切削速度大幅度提高。然而,從如何加工的角度看,加工刀具類型與工藝方案的合理選擇則極為重要。數控機床對所使用的刀具有許多性能上的要求,只有達到這些要求才能使數控機床真正發(fā)揮效率。在選擇數控機床所用刀具時應注意以下幾個方面:1.良好的切削性能。現代數控機床正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展,因而所使用刀具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時,同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定,這是由于在數控機床上為了保證加工質量,往往實行按刀具使用壽命換刀或由數控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理。2.較高的精度。隨著數控機床、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展,要求刀具能實現快速和自動換刀;又由于加工的零件日益復雜和精密,這就要求刀具必須具備較高的形狀精度。對數控機床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求,有些立銑刀的徑向尺寸精度高達 5μm 以滿足精密零件的加工需要。3.先進的刀具材料。刀具材料是影響刀具性能的重要環(huán)節(jié)。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質合金鋼材料外,涂層硬質合金刀具已在國外普遍使用。硬質合金刀片的涂層工藝是在韌性較大的硬質合金基體表面沉積一薄層(一般 5~7μm)高硬度的耐磨材料,把硬度和韌性高度地結合在一起,從而改善硬質合金刀片的切削性能。在如何使用數控機床刀具方面,也應掌握一條原則:尊重科學,按切削規(guī)律辦事。對于不同的零件材質,在客觀規(guī)律上就有一個切削速度(v) 、背吃刀量(aP) 、進給量(f)三者互相適應的最佳切削參數。這對大零件、稀有金屬零件、貴重零件更為重要,應在實踐中不斷摸索這個最佳切削參數。所選刀具卡見表 3.3。2、切削用量的選擇當編制數控加工程序時,編程人員必須確定每道工序的切削用量。確定時一定要根據機床說明書中規(guī)定的要求,以及刀具的耐用度去選擇,當然也可結合實踐經驗采用類比的方法來確定切削用量。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件或保證刀具的耐用度不低于一個工作班,最少也不低于半個班的工作時間。背吃刀量為平行于軸線測量的切削層尺寸,單位為 mm。端銑時,背吃刀量為切削層深度;而圓周銑時,背吃刀量為被加工表面的寬度。背吃刀量主要受機床剛度的限制,在機床剛度允許的情況下,盡可能使背吃刀量等于零件的加工余量,這樣可以減少走刀次數,提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件,要留有足夠的精加工余量,數控加工的精加工余量可以比普通機床加工的余量小一些。車削加工的進給量 f(mm/r)是指工件旋轉一周,工件與刀具沿進給方向的相對位移量;進給速度事單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移量。進給速度與進給量的關系為 vf=nf(n 為車刀轉速 r/min)。進給量與進給速度是數控車床加工切削用量中的重要參數,根據零件表面粗糙度、加工精度要求、刀具及材料等因素,參考切削用量手冊選取或通過選取每轉進給量 fz,每轉進給量 fz 的選取主要依據工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件強度和硬度越高,fz 越小;反之越大。工件表面粗糙度要求越高,fz 就越小。工件剛性差或刀具強度低時,fz 應取較小值。選擇時還應注意機床的使用說明書。在計算好各部位與各把刀具的切削用量后,最好能建立一張切削用量表,主要是為了防止遺忘和方便編程。切削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質量以及加工效率,因此切削用量的選擇是數控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分,根據經驗及查表確定該零件在數控加工過程中的切削用量如表 2.2 所示。表 2.2 數控加工切削用量表加工表面主軸轉速(r/min)背吃刀量(mm)進給速度(mm/min)銑平面 800 0.5 120粗加工銑削輪 1800 1 300廓精加工銑削輪廓 2000 0.5 250打中心孔 1200 0.2 60鉆 2xΦ8 孔 1000 —— 50鉸孔 1200 —— 303、加工順序及進給路線擬定(1)遵循“先基準后其他”原則,首先加工精基準,即在前面加工階段先加工下端面。(2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先主后次”原則,先加工主要內輪廓和孔,后加工次要表面外輪廓。(4)遵循“先面后孔”原則,先加工表面銑孔,后加工 4-Φ8 的通孔 2.4 相關知識點與技能點的應用1、與零件特征相關的知識點本設計所設計的零件典型零件的數控加工工藝以及編程,本文介紹了典型零件從毛坯到成品的加工過程。對零件的結構進行了分析,制定了零件的加工工藝內容。選擇了零件毛坯和設備,確定了定位基準與夾具,對零件的加工工藝方案、切削用量的選擇等進行了具體的分析。編制了工藝卡、工序卡和刀具卡片,程序等。2、與零件特征相關的工藝方案知識在生產綱領已確定為大批生產的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以通用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外,還應當考慮經濟效果,以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案:工序 1:準備毛坯工序 2:對 Φ40 內孔進行加工工步 1:對 Φ40 內孔進行粗加工,留有精加工余量 0.5mm工步 2:對 Φ40 內孔進行精加工,尺寸至圖紙要求。工序 3:對 2xΦ8 的通孔進行加工工步 1:打中心孔工步 2:用 Φ7.8 的鉆頭鉆孔工步 3:用 Φ8H7 鉸刀鉸孔,達到圖紙要求表面粗糙度為1.6um工序 4:對 R25、R15 外輪廓進行加工工步 1:對 R25、R15 外輪廓進行粗加工,留有精加工余量0.5mm工步 2:對 R25、R15 外輪廓進行精加工,尺寸至圖紙要求。工序 5:銳邊去毛刺工序 6:檢查3、與零件特征相關的刀具方案知識在數控銑床上使用的刀具主要立銑刀、面銑刀、球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等。如圖所示。常用到面銑刀、立銑刀、球頭銑刀和環(huán)形銑刀。除此以外還有各種孔加工刀具,如鉆頭(锪鉆、鉸刀、絲錐等)鏜刀等。面銑刀(也叫端銑刀)如圖所示,面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結構和刀片機夾可轉位結構,刀齒材料為高速鋼或硬質合金,刀體為 40Cr。4、與零件特征相關的程序編寫知識自動編程相對與手動編程而言它是利用計算機專用軟件來編制數控加工程序,編程人員只需根據零件圖樣的要求,使用數控語言,由計算機自動地進行數值計算及后置處理,編寫出零件加工程序單,加工程序通過直接通信的方式送入數控機床,指揮機床工作,自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。5、與零件特征相關的工件裝夾知識數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求,一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定;二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關系。依據零件毛料的狀態(tài)和數控機床的安裝要求,應選取能保證加工質量、滿足加工需要的夾具。除此之外,還要考慮以下幾點:(1)當零件加工批量不大時,應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具,以縮短生產準備時間,節(jié)省生產費用。在成批生產時可以考慮采用專用夾具,同時要求夾具的結構簡單。 (2)裝夾零件要方便可靠,避免采用占機人工調整的裝夾方式,以縮短輔助時間,盡量采用液壓、氣動或多工位夾具,以提高生產效率。 (3)在數控機床上使用的夾具,要能夠安裝準確,能保證工件和機床坐標系的相對位置和尺寸,力求設計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一,以減少基準不重合誤差和數控編程中的計算工作量。 (4)盡量減少裝夾次數,做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數表面的加工,以減少裝夾誤差,提高加工表面之間的相互位置精度,達到充分提高數控機床效率的目的。 6、與零件特征相關的提高質量的方法為提高零件加工表面質量,應盡量選擇較高的切削速度,而這樣便對刀具提出了更高的要求。為充分發(fā)揮數控機床的性能,應選擇高強度、高耐用度的新型高效刀具。7、與零件特征相關的編程方法本文主要采用了 G81 鉆孔指令來完成鉆孔的加工, G81 鉆孔循環(huán),該循環(huán)用于通常的鉆孔加工。切削進給從 R 點(也就是安全高度)進行到孔底,刀具以快速移動的方式從孔底退出。格式:G81X(孔位置坐標數椐)Y(孔位置坐標數椐)Z(孔深度尺寸)R(安全高度)F(切削進給速度) ??咨疃纫话闱闆r以產品圖標注(如有一把刀具加工幾個不在一個高度的平面時,以你自己設定的平面與其它平面算岀差值修改 R 值 Z 值) 。三、零件工藝文件編制3.1 編制機械加工工藝過程卡通過以上的工藝安排,我們總結機械加工工藝過程,填寫在表格里面。如下表表 3.1 機械加工工藝過程卡產品名稱 零件名稱 零件圖號 材料 毛坯規(guī)格機械加工工藝過程卡 典型零件 典型零件 1 45 鋼工序號工序名稱工序簡要內容 設備 工藝裝備 工時10 下料 下料 鋸床20 銑對 Φ40 內孔進行加工銑床 立銑刀、游標卡尺30 銑對 2xΦ8 的通孔進行加工銑床中心鉆、麻花鉆、游標卡尺40 鉆對 R25、R15外輪廓進行加工銑床 立銑刀、游標卡尺50鉗 工去毛刺 銼刀60終 檢終檢 千分尺編制 審核 批準共 1頁第 1 頁3.2 編制數控加工工序卡表 3.2 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 10工序名稱材料 45 鋼數量設備型號夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 1 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1 下料編制 校對 批準表 3.3 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 20工序名稱材料 45 鋼數量設備型號 1XD-40A夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1對 Φ40 內孔進行粗加工,留有精加工余量 0.5mmΦ20mm 立銑刀、游標卡尺 1500 50 1.52對 Φ40 內孔進行精加工,尺寸至圖紙要求。Φ12mm 立銑刀、千分尺 1800 50 1.5編制 校對 批準表 3.5 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 30工序名稱材料 45 鋼數量設備型號 1XD-40A夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1 打中心孔 Φ3mm 中心鉆、游標 卡尺 1200 50 1.52用 Φ7.8 的鉆頭鉆孔Φ7.8mm 麻花鉆、游標卡尺 800 50 1.5用 Φ8H7 鉸刀鉸孔,達到圖紙要求表面粗糙度為 1.6umΦ8H7mm 麻花鉆、游標卡尺 1000 50 1.5編制 校對 批準表 3.6 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 40工序名稱材料 45 鋼數量設備型號 1XD-40A夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1對 R25、R15 外輪廓進行粗加工,留有精加工余量 0.5mm立銑刀、游標卡尺 1600 50 1.52對 R25、R15 外輪廓進行精加工,尺寸至圖紙要求。立銑刀、游標卡尺 1800 50 1.5編制 校對 批準表 3.7 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 70工序名稱材料 45 鋼數量設備型號 1XD-40A夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1 去毛刺 銼刀編制 校對 批準表 3.8 數控加工工序卡重慶航天職業(yè)技術學院機電系 機械加工工序卡片 零件圖號 1零件名稱 典型零件工序號 80工序名稱材料 45 鋼數量設備型號 1XD-40A夾 具 平口鉗量具 游標卡尺、千分尺切削液 乳化液第 頁 共 頁主軸轉速 進給 量 切削深度 進給次數工步號工步內容 工藝裝備r/min mm/r mm1 終檢編制 校對 批準3.3 編制加工直管的刀具調整卡表 3.3 數控加工刀具調整卡產品名稱或代號 典型零件零件名稱 典型零件 零件圖號 1刀具參數 刀補地址序號 刀具號 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑 刀桿規(guī)格 半徑 形狀1 T01 Φ20mm 立銑刀 102 T02 Φ12mm 立銑刀 63 T03 中心鉆 1.54 T04 Φ7.8 鉆頭 3.95 T06 Φ8 鉸刀 4編制 審核 批準 共 1 頁 第 1頁四、零件加工程序確定4.1 建立工件坐標系,計算坐標點位工件坐標系是編程人員在編寫程序時,在工件上建立的坐標系。工件坐標系的原點位置為工件零點。理論上工件零點設置是任意的,但實際上,它是編程人員根據零件特點為了編程方便以及尺寸的直觀性而設定的。選擇工件坐標系時應注意:1、工件零點應選在零件的尺寸基準上,這樣便于坐標值的計算,并減少錯誤;2、工件零點盡量選在精度較高的工件表面,以提高被加工零件的加工精度;3、對于對稱零件,工件零點設在對稱中心上;4、對于一般零件,工件零點設在工件輪廓某一角上;5、z 軸方向上零點一般設在工件表面;6、對于臥式加工中心最好把工件零點設在回轉中心上轉中心勻 Z 軸連線適當位置上;即設置在工作臺回7、編程 時,應將刀具起點和程序原點設在同一處,這樣可以簡化程序,便于計算。圖 4.1 上表面工件坐標系原點圖 4.2 坐標計算圖4.2 填寫加工程序單本文主要采用了 G81 鉆孔指令來完成鉆孔的加工, G81 鉆孔循環(huán),該循環(huán)用于通常的鉆孔加工。切削進給從 R 點(也就是安全高度)進行到孔底,刀具以快速移動的方式從孔底退出。格式:G81X(孔位置坐標數椐)Y(孔位置坐標數椐)Z(孔深度尺寸)R(安全高度)F(切削進給速度) 。孔深度一般情況以產品圖標注(如有一把刀具加工幾個不在一個高度的平面時,以你自己設定的平面與其它平面算岀差值修改 R 值 Z 值) 。表 4.1 鉆孔加工程序%1 程序頭O0050 程序名G21 編程時使用公制單位G40 G49 G17 G80 G90 G54 取消刀具補償..建立工件坐標系S1200 M03 主軸轉速 S1200 正轉G00 X0. Y0. 快速移動到 0 點G00 X49Y48Z10快速靠近加工表面G98 G81 X40Y-25Z-13 R3 F50. 鉆孔循環(huán)開始G98 G81 X-40Y-25Z-13 R3 F50. 鉆孔循環(huán)開始G80 取消鉆孔循環(huán)M05 主軸停止M09 冷切液停止G91 G28 Z0.0 返回參考點M30 程序結束由于加工程序過多,篇幅問題,詳細加工程序件附錄五、仿真驗證5.1 零件仿真加工加工仿真系統(tǒng)是模擬真實數控機床的操作,學習數控技術、演示講解數控操作編程、工程技術人員檢驗數控程序防止碰刀提高效益的工具軟件。通過在 PC 機上操作該軟件,能在很短時間內掌握各種系統(tǒng)數控車、數控銑及加工中心的操作。總之,實現了數控加工過程仿真,保證了數控編程的質量,減少了試切的工作量和勞動強度,提高了編程的一次成功率,引入教學培訓,在數控行業(yè)推廣,都可產生巨大的經濟和社會效益.5.2 零件加工操作步驟打開 UG 軟件進入加工模塊,進入后將看到如圖 5.1 所示加工界面圖 5.1 加工界面1.首選選擇創(chuàng)建刀具,選擇平面銑刀,輸入刀具名稱,點擊創(chuàng)建如下圖5.2刀具名稱圖5.2刀具名稱 圖5.3刀具參數點擊確定,進入刀具頁面設定參數,刀具直徑為20mm,長度為75mm,刀刃長度為50mm 如圖5.3刀具參數2.點擊創(chuàng)建幾何體,彈出對話框選擇MCS,輸入名稱。如下圖5.4幾何體頁面圖5.4幾何體頁面點擊確定進對話框,選擇指定MCS,進入頁面選擇自動判斷。確定工件坐標系。點擊確定保存。3.再次點擊創(chuàng)建幾何體,彈出對話框,選擇WORKPIECE,選擇幾何體位置,輸入名稱,點擊確定進入對話框。圖5.5工件幾何體圖5.5工件幾何體選擇指定部件,選中要加工的零件。指定自動塊毛坯,選中毛坯體,如下圖5.6指定毛坯圖5.6指定毛坯創(chuàng)建好刀具,工件坐標系,毛坯后。點擊創(chuàng)建操作,進入對話框,選擇mill-contour,彈出對話框。設定程序,刀具,幾何體和加工方法。點擊確定。圖5.7加工操作圖5.7加工操作進入對話框后,對刀軌進行設置,選擇跟隨部件,刀具平直,平面刀具直徑百分比為75。全局每刀深度為1mm。對切削參數以及非切削移動、進給進行設置后。點擊生成刀路,獲得刀路圖如下圖圖5.8加工刀路圖。5.8加工刀路圖圖5.9加工刀路圖5.3 操作中應注意的問題(1)單人操作 (2)程序輸入過程中,坐標整數后要加小數點 (3)程序輸入后進行模擬檢驗,并機床回參 (4)加工過程關好防護門,注意觀察刀具運動情況,(5)發(fā)現問題及時按下急停按鈕,以確保刀具和數控機床安全,防止安全事故發(fā)生5.4 仿真加工效果圖選中程序列表,點擊確定刀軌。開始仿真加工,得到如下效果圖圖 5.10 仿真加工效果圖圖 5.12 仿真加工效果圖圖 5.13 仿真加工效果圖圖 5.14 仿真加工效果圖六、檢測控制6.1 量具準備及檢測方法1、檢測方式零件檢查的方法很多,而且新的檢查技術在日新月異地向前發(fā)展。但從機械檢修工作的實際出發(fā),可歸納為如下幾個方面: 1)感覺檢查法 這是不用檢查設備,只憑檢查人員的直觀感覺來鑒別零件技術狀況的一種方法。這種方法簡便,且在機械檢修中,也較容易分辨出大量拆檢零件的缺陷,因此,這種方法還有用武之地。但是,這種方法不能用來檢查精度要求較高的零件,且要求檢查人員有較豐富的經驗。 2)儀器、工具檢查法 大量檢查工作都是用儀器、工具進行的。由于儀器和工具的作用原理和種類各不相同,它可以分為通用量具、專用量具、機械式儀器和儀表、光學儀器、電子儀器等。 本次主要采用了 通用量具進行檢測2、量具在數控銑削加工工件中,為了確保工件的尺寸精度,必須選擇正確的測量工具,量具種類很多,但不同的工件采用不同的量具作為測量工具。采用千分尺和游標卡尺及直尺作為測量工件的量具。由于游標卡尺是一種通用量具使用方便的特點。對一般精度高的零件選用千分尺。如下圖所示。圖 6.1 量具6.2 檢測項目及檢測結果填寫檢驗尺寸 要求尺寸 實際尺寸 是否合格總長度 100±0.5 100.01 合格Φ8 表面粗糙度 Ra1.6um Ra1.6um 合格其余表面粗糙度 Ra6.3um Ra6.3um 合格6.3 質量分析1、尺寸精度達不到要求可能出現的原因(1)工裝設備不良,如刀具,夾具精度達不到要求,或部分損壞(2)機床加工精度低,如本事機床精度達不到零件圖的要求(3)加工零件受力變形引起的加工誤差。 (4)加工零件受熱變形引起的加工誤差。(5)加工零件內應力重新分布引起的變形。2、表面粗糙度達不到要求可能出現的原因表面粗糙度形成的原因主要有:(1)精加工余量太大,因為余量大引起震動。(2)精加工余量過小,光潔度自然就不好控制。(3)轉速,走刀。選用合適的轉速和走刀。(4)加工過程中的刀痕;(5)切屑分離時的塑性變形;(6)刀具與已加工表面間的摩擦;七、總結與體會在數控銑削加工中經常遇到的零件。使用 UG 和 CAD 等設計軟件,使我再一次的熟悉了這兩門工具,數控加工的基本編程方法時用點定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡,要用插補指令編寫工件輪廓的切削進給軌跡。從開始到畢業(yè)設計完成,每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn),在做這次畢業(yè)設計過程中使我學到很多,我感到無論做什么事情都要用心去做,才會使自己更快的成長。我相信,通過這次的實踐,我對數控加工能更一步了解,并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯誤,有能力加工出更復雜的零件,精度更高的產品。通過這個畢業(yè)設計使我對數控的興趣更加濃厚。學習了很多知識。我們即將踏入工作崗位,這次畢業(yè)設計為我們的未來打下堅實的基礎,讓我們更好的適應工作環(huán)境,同時業(yè)鍛煉了我們堅忍不拔,迎難而上的精神。鍛煉了我們發(fā)現問題,解決問題的能力。使我們的專業(yè)知識和水平更加的完善。 我們要發(fā)揚實習期間的能力和精神,成為社會有用的人才,為自己開創(chuàng)美好的未來。 在我設計過程中,我了解到什么叫工藝設計,怎么樣去完成一個工件的全部工藝流程,通過查手冊,找數據,給設計過程中的所有數據都能有一個詳細的標準,這是我的最終學習目的,現在的學習為的就是以后在工作當中的熟練運用,我想在這幾個月的實習中我的確學到了很多東西,為自己以后在數控技術應用方面奠定基礎。八、參考文獻[1]陳洪濤.數控加工工藝與編程.高等教育出版社,2010[2]李云程.模具制造工藝學.機械工業(yè)出版社,2008[3]楊偉群.數控工藝培訓教程(數控銑部分).清華大學出版社,2002[4]劉哲.AutoCAD2004 工程繪圖與訓練.大連理工大學出版社,2004[5]余英良.數控加工編程及操作. 北京高等教育出版社,2004[6]杜家熙.數控加工工藝.機械工業(yè)出版社,2009[7]邵澤強.數控原理與數控系統(tǒng).北京理工大學出版社 2009[8]寇文化.工廠數控編程技術實例特訓(UGNX6).清華大學出版社,20011[9]崔曹英.機械制造基礎.機械工業(yè)出版社 2009[10]鄒吉權.公差配合與技術測量.重慶大學出版社 2008- 配套講稿:
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