毕业设计（论文）-椭圆凸台零件的数控加工工艺及程序编制CAM.docx

《毕业设计（论文）-椭圆凸台零件的数控加工工艺及程序编制CAM.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-椭圆凸台零件的数控加工工艺及程序编制CAM.docx（30页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、底代息跳业假传彳招JiangSuCo11egeOfInformationTechno1ogy毕业设计（论文）椭圆凸台零件的数控加工工艺及程序编制系部:专业:班级:姓名:学号:导师:摘要1前言21零件图审查31.1 分析零件图31.2 零件的结构工艺性分析42.工艺规程设计42.1 确定毛坯42.1.1 毛坯类型42.1.2 毛坯余量的确定42.2基准的选择52.3拟定工艺路线52.3.1表面加工方法的选择52.3.2加工顺序的安排62.3.3主要机加工工序简图62.4设备及其工艺装备的选择72.4.1机床的选择72.4.2夹具的选择82.4.3刀具的选择82.4.4量具的选择92. 5切削用量

2、的选择103. 6填写工艺文件103.数控编程113.1 数控编程的分类113. 2编程原点的确定及数值计算123. 2.1编程原点的确定124. 2.2编程数值计算123. 3刀具轨迹134. 4加工程序清单154.设计总结20致谢21参考文献22附录I零件二维图23附录机械加工工艺过程卡片24附录In数控加工工序卡26摘要随着科学技术的发展，数控技术已经广泛运用于工业控制的各个领域，尤其在机械制造业中应用十分广泛。而中国作为一个制造业的大国，掌握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。本文开篇主要介绍了数控技术的现状，紧接着对椭圆凸台零件进行工艺分析、再确定其加工工艺路线，加工设备

3、及其工艺在装备的选择，最后编制出该零件的相关工艺卡片及编制零件的数控加工程序，最终对本文做出总结。关键词：数控铳床加工工艺数控编程前言数控机床（NUn1eriCa1Contro1MachineTOO1S）是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下：随着电子技术的发展，1946年世界上第一台电子计算机问世，由此掀开了信息自动化的新篇章。1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高,一

4、般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（M1T）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铳床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（MCMachiningCenter）,使数控装置进入了第二代。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC）,又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控

5、系统（简称CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC）,这是第五代数控系统。20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。下面来就椭圆凸台零件进行分析，确定其加工工艺，切削用量，并编程等

6、。1零件图审查如图11所示为椭圆凸台的零件图，图中若有不清晰之处请看附图。该零件1.11.2 分析零件图（1）检查零件图的完整性和正确性经审查，该零件视图准确、完整，表达很直观清晰，符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。（2）零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙

7、度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。从图1.1分析得知，该零件的尺寸精度有：厚度120.05的精度等级为IT11级、尺寸500.05的精度等级为IT1O级、尺寸750.05的精度等级为IT9-10级,其余未注公差等级按IT12进行加工；形状精度按GBII84-80控制；表而粗糙度要求有：台阶轮廓、椭圆内壁的表面粗糙度均为Ra1.6um,其余表面粗糙度为Ra6.3urno（3）零件的材料分析该零件的材料为1Y12,1Y12是旧牌号，新牌号是2A12,这是一种高强度硬铝，可进行热处理强化，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊焊接性良好，用气焊和氧弧焊时有形成晶间裂纹的倾向；合金

8、在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低；抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。1Y12为铝一铜一镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150oC以下的工作零件。温度高于125oC,2024合金的强度比7075铝合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以钾接。广泛用于飞机结构、钾钉、卡车轮毂、螺旋桨元

9、件及其他种种结构件。1.3 零件的结构工艺性分析该零件的结构主要由外型轮廓、型腔、槽、通孔及螺纹孔等组成，这些部位的加工在普通机床上很难完成其加工，因此选择在数控机床上加工，这样不仅能够加工所有部位，并能提高加工效率。2.工艺规程设计2.1 确定毛坯2.1.1 毛坯类型铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件冷冲压件

10、冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。2.1.2毛坯余量的确定毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是：（1）保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：（2）保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。根据该零件的技术要求，确定该零件的毛坯为77mmX52mmX13mm。其毛坯图如图2.1所示。77图2.1毛坯图2.2基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使

11、加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准选择：粗基准选择应为后续加工提供精基准，保证加工面与不加工面之间的位置要求或合理分配各加工面的余量，两者矛盾，对该零件应以要求与余量均匀的重要表面为粗基准，故该零件选择未加工的零件上下表面中的一面为粗基准加工上侧面。精基准选择：应该主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，为消除基准不重合误差，应该以设计基准为精基准，该零件选择两长侧面为精基准。2.3拟定工艺路线拟订工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等

12、。工艺路线的的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性。2.3.1表面加工方法的选择选择加工方法应该考虑各种加工方法的特点、加工精度、表面粗糙度及各种加工方法的经济性。分析该零件得知，该零件的加工表面有平面、外轮廓、型腔、槽、通孔及螺纹孔等，零件为板型零件，其表面加工方法如下所述：(I)上下两底面：其尺寸精度等级为1口1,表面粗糙度Ra6.3um,精度等级不高，因此只需要粗铳即可。(2)外轮廓：其尺寸精度等级为IT9-10,表面粗糙度Ra6.3um,精度等级不高，余量也不多，因此

13、只需粗铳即可。(3)台阶外轮廓、槽、型腔:其尺寸精度等级为IT12,表面粗糙度为Ra1.6um,为保证其表面粗糙度，故需要进行粗、精铳。(4)孔的加工：各孔的精度等级均为IT12级,表面粗糙度为Ra6.3um,故均一次加工到位。2. 3.2加工顺序的安排1 ：下料制造毛坯；II：热处理正火；III：以上下表面中的一面定位,另一面压紧,铳外轮廓,保证尺寸75+0.05mm,500.05mm；IV：以上下表面中的一面定位，夹零件外轮廓，铳另一平面，保证表面粗糙度Ra3.2um；V：以铳好的平面定位，夹零件外轮廓，铳另一面，台阶外型轮廓、椭圆槽、型腔、通孔、螺纹；VI：去毛刺；v:热处理调制处理HR

14、C5055；W:检验；IX：入库。分析以上工艺内容，基本合理，可按照此顺序加工该零件。2.3.3主要机加工工序简图2.4设备及其工艺装备的选择2.4.1 机床的选择由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能够保证其精度要求的前提下选择相应的设备进行加工即可，但为了减少人为的换刀量，根据现有的数控机床，确定选择由云南CY集团有限公司生产的CYTMC850系列数控立式加工中心，其主要技术参数如下：系统配置：FANUC工作台面积(mm)：460950(5001050)行程(X-Y-Z)(mm)：800X500X550主轴锥孔：BT40主功率(KW)：7.5/11主轴变速系统转

15、速(rpm)：50-6000伺服机床结构：台湾主轴、全防护、贴塑滑轨、电柜空调备注：16把斗笠式刀库、20把圆盘式刀库机床重量(吨)：62.4.2 夹具的选择在选择夹具的时候有两个基本的要求。一是：要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对的固定；二是：要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具,来缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采用专用夹具，来提高效率。在选择夹具时还要保证零件的装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应不妨碍机床对零件各表面的加工。根据工艺方案，确定该零件的工序III选用组合夹具装夹，工序IV、V选用平口虎钳装夹。2.4.3 刀具的选择刀具的选择是数控加工工艺中的主要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工的质量。数控机床在选用刀具时，通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。数控机床对刀具的要求比普通机床要高、除了要求较好的刚性和尺寸稳定性、较长的寿命、良好的切削性能外，还要求安装调整方便。选择刀具时，还要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形