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理工学院数控技术及应用专业毕业设计.rar

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    编号:20181016173633420    类型:共享资源    大小:410.25KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    理工学院 数控技术 应用 专业 毕业设计
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    **理工学院数控专业毕业论文第 1 页 共 48 页数控专业毕业设计任务书一、设计题目数控铣削编程与操作设计技术要求:表面粗糙度为 1.6。二、设计任务1.零件图工艺分析。2.确定装夹方案。3.确定加工顺序。4.选择加工用刀具。5.合理选择切削用量。6.拟订数控铣削加工工艺卡片。7.根据加工工艺步骤编写加工程序。8.完成工件的操作加工。三、应完成的技术资料1、开题报告(1500 字左右) 。2、毕业设计说明书(10000 字左右) 。3、绘制 A3 零件图。**理工学院数控专业毕业论文第 2 页 共 48 页开题报告一.毕业设计题目来源按系里所发的毕业设计用图1.技术要求:表面粗糙度均为 1.6,尺寸精度除 120±0.02 外均为一般精度。2.毛坯尺寸: 240×130×30。3.材料:硬铝(LY12) 。技术资料:1.绘制 A3 图纸2.绘制装夹方式图3.填写数控加工工艺卡片4.编制加工程序清单二.选题设计的意义数控技术在20世纪80年代以后得到迅速发展,数控机床不**理工学院数控专业毕业论文第 3 页 共 48 页仅在宇航,造船,军工等领域广泛应用,而且也进入了汽车,机床,模具等机械制造行业。目前,在机械行业中,单件、小批量的生产所占的比例越来越大。机械产品的精度和质量也不断地提高。所以,普通机床越来越难以满足加工精度零件的需求。数控机床在机械行业中十分普遍。作为数控技术专业的学生,数控编程加工工艺设计是必须要经历的一个重要实践环节,通过本环节的锻炼,力争把以前所学的知识融会贯通,从而达到温故而知新的目的,提高解决实际问题的能力。三.基本内容1.工艺分析这部分主要是根据零件图纸进行工艺分析,确定工艺基准,分析加工的难点,分析加工加工工艺内容,加工的工艺性分析,加工工艺的路线设计,其中包括工序的划分和顺序的安排等内容。2.工件的材料工件材料是选择加工刀具和切削液的基本依据,根据设计任务书的要求,采用底面已经精加工,外形尺寸为 :240×130×30mm,材料为硬铝(LY12)的方料。3.工件的装夹根据工件尺寸,须加工四个侧面,因此不宜用平口钳装夹。但只加工顶面时可以用平口钳。根据图纸的加工要求,加工四个侧面时,可以用组合压板来装夹工件。4.加工设备加工设备选用东豪数控床身铣床,型号 DH-320,采用西门子**理工学院数控专业毕业论文第 4 页 共 48 页802s/c 系统,工作台面积 320×1370mm,主轴电机功率 4kw。5.加工方案的确定选用组合压板装夹工件并校正工件,根据图纸的粗糙度要求,选用 16mm 的细齿高速刚直柄立铣刀对四周轮廓进行粗精加工。分析图纸可知加工第二个凸面时侧边间隙为(120-101.5)/2mm,即至少要选用直径小于 9mm 的刀具。考虑到加工上凸台时要去除的材料多,为保证轮廓的加工精度和生产效率,要求粗加工时尽量选择直径较大的铣刀进行铣削,所以加工内轮廓时选用8mm 的细齿高速刚直柄立铣刀。根据加工设备的性能要求,加工四周轮廓时主轴转速为1800r/min,进给率为 540mm/min。加工内轮廓时主轴转速为2000r/mm,进给率为 400mm/min。冷却液为柴油和煤油的混合液。6.加工顺序分析根据图纸要求,确定工艺工艺基准和加工顺序,先保证工艺基准和设计基准重合,其次在排列加工顺序时,考虑加工应力对工件加工精度的影响。根据任务书设计要求,宜先加工顶面,再加工四周轮廓,这样一来可以减少切削顶面时产生的飞溅切削划伤先加工的顶面,最后加工内轮廓。7.加工工艺卡片根据加工顺序和刀具,拟订加工工艺卡片,内容包括材料的名称,毛料的尺寸,校验机床及夹具,加工部位的工序内容,程序名称,每道工序所选用的刀具直径,以及备注等内容。8.加工程序加工程序是数控机床自动加工零件的指令,人工编程既复杂又**理工学院数控专业毕业论文第 5 页 共 48 页容易出错,所以现代数控机床都采用计算机辅助编程。计算机辅助编程效率高,安全性好,并且可以模拟加工过程。本加工程序用MasterCAM9.0 软件生成加工程序。在生成加工程序前必须根据机械加工等相关知识,选择合适的加工工艺方法,安排加工工序,确定粗精加工的刀具,切削用量,进退路径,主轴转速等参数输入MasterCAM 软件中,由 MasterCAM 系统自动计算出机加工余量。并动态显示出和粗加工,精加工所对应的加工表面的刀位轨迹和机床代码,即加工程序。9.加工准备这部分主要是结合工艺和刀具,确定各个部位的具体加工方法,并针对加工方法,准备刀具,夹具,配置加工程序,利用 MasterCAM系统的通讯模块与数控机床进行数控加工。也可以利用数据传输软件与数控机床进行通讯,从而实现 DNC 加工。10.生产率零件加工所需要的时间包括机动时间和辅助时间,该零件使用组合压板装夹和 MasterCAM 自动编程。生产效率高,适用于单件,小批量生产。四.加工的重点和难点1.重点从图纸上的技术要求反映有表面粗糙度要求精加工,精度等级为 IT8~IT9,加工时重点考虑。另外,四周轮廓也有公差要求,也是加工的重点。同时也要考虑刀具直径的大小,防止产生过切损坏工件。**理工学院数控专业毕业论文第 6 页 共 48 页2.难点零件的加工难点在于零件的装夹,由于零件的总高仅为 25mm,且要加工四周外轮廓和内轮廓,不能用平口钳直接装夹,使用组合压板夹具时,又必需考虑刀具是否与夹具发生干涉。在完成加工区域后,改变装夹位置,加工上次装夹位置的余量的加工方法也是难点。五.设计提纲1.零件图工艺分析2.确定装夹方案3.确定加工顺序4.选择加工用刀具5.合理选择切削用量6.拟订数控铣削加工工艺卡片7.根据加工工艺步骤编写加工程序8.完成工件的操作加工**理工学院数控专业毕业论文第 7 页 共 48 页设计说明书摘 要数控机床加工工艺研究的宗旨是,如何科学地,最优地设计加工工艺,充分发挥数控机床的特点,实现在数控加工中的优质、高产、低耗。本文将通过凸台零件的铣削加工方法和采用的数控设备,详细介绍如何选用切削参数,切削刀具,夹具以及计算机辅助编程的方法。关键词:刀具 夹具 程序绪论数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,是当今先进制造技术最核心的技术。当今世界各国制造也广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高动态多变市场的适应能力和竞争能力。1.数控加工的工作原理数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床,机床的控制系统对输入的信息进行运算与控制,并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件----机床的伺服机构发送脉冲信号,伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理,然后由传动机构驱动数控机床,从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和加工参数的获取,即数控编程。2.数控编程及其发展数控机床和普通机床不同,整个加工过程不需要人的操作,而**理工学院数控专业毕业论文第 8 页 共 48 页由程序来进行控制。在数控机床上加工零件时,首先要分析零件图样的要求,确定合理的加工路线及工艺参数,计算刀具中心运动轨迹及其位置数据;然后把全部工艺过程以及其他辅助功能(主轴的正转与反转,切削液的开关,变速,换刀等)按运动顺序,用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序,经过调试后记录在控制介质(或程序载体 )上;最后输入到数控机床的数控装置中,以此控制数控机床完成工作的全部加工过程。因此,把从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。(1)手工编程。手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件,所需要的加工程序不长,计算也也比较简单,出错的机会较少,这时用手工编程将十分繁琐,费时,而且容易出错,常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况,影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。手工编程在数控车床加工应用广泛。(2)自动编程。自动编程有两种:APT 软件编程和和 CAM 软件编程。APT 软件是利用计算机和相应的处理程序,后置处理程序对零件源程序进行处理,以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中,除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外, (有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数) ,其余的工作,包括数值计算,编写程序单,制作控制介质,程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编程人员只需要根据图样的要求,使用数控语言编写出零件加工的**理工学院数控专业毕业论文第 9 页 共 48 页源程序,送入计算机,由计算机自动地进行数值计算,后置处理,编写出零件加工程序单,并在屏幕模拟显示加工过程,及时修改,直至自动穿出数控加工纸带,或者将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床,指挥机床工作。CAD/CAM 软件是将加工零件以图形形式输入计算机,由计算机自动进行数值计算,前置处理,在屏幕上形成加工轨迹,及时修改,在通过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使一些计算繁琐,手工编程困难,或手工无法遍出的程序都能够实现。CAD/CAM 软件辅助编程常用于数控铣床及加工中心程序的编制。本设计根据零件的具体加工部位和零件的结构工艺特点,选择CAD/CAM 计算机辅助编程的方式生成加工程序。二.数控加工工艺分析与说明(一)零件图工艺分析制订零件的数控加工铣削加工工艺时,首先要对零件图进行工艺分析。其内容包括:(1)数控铣削加工内容的选择。数控机床的加工范围比普通机床的工艺范围大,价格比普通机床高得多,因此,数控机床选择加工内容时,应从实际需要和经济性等方面考虑。通常选择零件的曲线轮廓,空间曲面和尺寸协调的高精度线面。该零件主要由两个凸台平面及曲线轮廓组成,根据毛坯尺寸还要进行四周轮廓的加工,所以该零件全部采用数控机床进行加工。(2)零件结构工艺性分析。该零件第二层与前后两侧边的距离**理工学院数控专业毕业论文第 10 页 共 48 页为(120-101.5)/2,大约为 9.225mm,所以加工内轮廓的刀具直径不宜大于 9.225mm,否则容易产生少切或切不到毛坯的情况。由于毛坯材料为硬铝,硬铝大约为 95~100HB,退火和淬火状态下塑性中等,焊接性好,切削加工工艺性良好。在条件允许的情况下,可以进行退火处理。(3)零件毛坯的工艺性分析。零件在进行数控铣削加工时,由与加工过程的自动化,余量的大小,如何装夹等问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。否则,如果毛坯不适合数控铣削,加工将很难进行下去。由于该零件有较高的粗糙度要求,选择毛坯时应留有充分,稳定的加工余量。毛坯的余量保留均匀,加工时考虑到刀具等原因,可设置分加层切削。加工时先粗加工,留 0.5mm 的加工余量,再进行精加工。另外,选择方料作为毛坯,适应性强,每次装夹可以加工出较多的表面。(4)加工方案分析。加工方案又称加工工艺方案,数控机床的加工方案包括制定工序,工步及走到路线等内容。在数控机床的加工过程中,由于加工对象复杂多样,特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化,加上材料不同,批量不同等多方面因素的影响,在对具体零件制订加工方案时,应该进行具体分析和区别,对待,灵活处理。只有这样,才能使所制订的加工合理,从而达到质量优,效率高和成本低的目的。本方案加工工序为:第一道工序:铣削零件顶面,选用80 的高速刚面铣刀,从最高点 0 开始往下加工到-5 结束。Z 轴分层铣削,每次切深 2mm。切削进给速度 F 设为 1000mm/min,主轴转速 S 设为 700r/min,Z 轴进给率为
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