跳板支座零件数控加工工艺分析及手动编程含三维及CAD图
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号1铸造毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铸造(毛坯不得有沙眼复杂等缺陷)2序时效处理 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号3铣基准面毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液专用夹具皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣底面,控制38mm尺寸。50mm盘铣刀6361000.1122钻2-6.5mm孔6.5钻头980200.1 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号4铣上表面毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数11夹具编号夹具名称切削液专用夹具皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣外侧,控制尺寸9mm及56mm20mm铣刀(白钢刀)477200.11 52铣内侧,控制30mm及11mm尺寸20mm铣刀(合金刀具)23801500.0512标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号5钻铰右锥孔毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数11夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻6mm孔1061200.12铰削锥孔53010标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号6钻铰左锥孔毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数11夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻6mm孔1061200.112铰削锥孔5301021钻6mm孔1061200.11标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称跳板支座零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号7钳工去毛刺毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数11夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1去毛刺8序终检:全检尺寸5序清洗10序入库标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期39跳板支座零件数控加工工艺分析及手动编程摘 要 随着科学技术的不断发展,数控技术的发展也越来越快,数控技术在成为现代制造技术中占据了重要地位,数控技术集微电子,计算机、信息处理,自动检测、自动控制等高新技术于一体,是制造业实现柔性化、自动化、集成化、智能化的重要基础。数控加工的应用成突飞猛进之势,社会上对数控加工技术的要求业更高。本设计从图样设计开始到零件加工结束说明了零件工艺设计。体现了数控加工的高精度、高效率、高柔性等特点,提高了劳动效率和加工精度,减小了劳动强度。本设计主要论述了数控加工的工艺分析、程序的编制,加工方案以及在加工中应该注意的工艺问题。关键词 工艺分析加工方案进给路线数控编程 目 录摘 要2第一章:绪 论51. 1数控技术简介51.2数控机床的特点及工作原理51.3、数控加工工艺简介6第二章:零件图纸分析72.1零件分析72.2确定加工内容及技术要求82.3、零件工艺性分析8第三章:跳板支座零件的数控加工工艺分析103.1、零件毛坯的选择103.11毛坯的种类10 3.12毛坯的确定方法103.13毛坯的确定113.2加工方案的确定及机床的选择123.21确定加工方案123.22数控机床的选择123.23机床的具体型号确定133.24加工中心机床的功能特点133.3加工基准的选择143.31粗基准选择143.32 精基准的选择153.4加工顺序的安排153.5夹具选择163.51夹具的种类163.52常见的装夹方式173.53 夹具的确定173.6量具的选择183.7切削液的选择18第四章:刀具及切削用量的选择204.1刀具的选择204.2切削用量的选择204.21确定背吃刀量214.22确定主轴转速214.23确定进给速度224.3各工序切削用量的计算234.31工序3:50盘刀铣削大面234.32工序3:6.5钻头钻孔234.33工序4:铣外侧(20mm白钢刀)234.34工序4:精铣内侧(20mm合金铣刀)234.35工序5:钻直径6mm孔244.36工序5:铰削右侧6mm锥销孔243.37工序6:铰削左侧6mm锥销孔244.4工序工时计算24第四章:数控加工工序卡片274.1 工艺过程卡274.2工序卡28第五章:零件加工程序编制355.1铣削下表面355.2铣削上表面365.3钻铰锥销孔37结束语38致谢词39参考文献40第一章:绪 论1. 1数控技术简介1.11数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:1.高速、高精加工技术及装备的新趋势2.五轴联动加工和复合加工机床快速发展3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势1.2数控机床的特点及工作原理数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:1、加工精度高,具有稳定的加工质量;2、可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;3、加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的35倍);5、机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;6、对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高.按照零件加工的技术要求和工艺要求,编写零件的加工程序,然后将加工程序输入到数控装置,通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具,以及工件的夹紧与松开,冷却、润滑泵的开与关,使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。数控机床一般由输入输出设备、CNC装置(或称CNC单元)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。1.3、数控加工工艺简介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,它包含了确定数控加工内容;进行工艺分析和零件图形的数学处理;制定工艺方案;选择数控机床的类型;确定工步和进给路线;选择或设计刀具、夹具和量具;确定切削参数;编写、校验和修改加工程序;编写加工工艺技术文件等方面内容。工艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费,甚至直接影响了加工的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。1、 选择适合在数控机床上加工的零件,确定工序内容。2、分析被加工零件图样,明确加工内容及技术要求,在此基础上确定零件的加工方案,制定数控加工工艺路线,如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。3、设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具、刀具的选择、切削用量的确定等。4、调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。5、分配数控加工中的容差。6、处理数控机床上部分工艺指令。第二章:零件图纸分析2.1零件分析图1-1 复杂跳板支座零件二维零件图图1-2 复杂跳板支座零件三维零件图1)尺寸精度 跳板支架零件的主要表面精度很高,、属于IT6级精度,此处零件表面都属于零件的重要表面,在加工时务必保证此处加工精度,图纸中锥销高度290.1属于IT8级以下加工精度,在加工中精度相对来说比较容易保证,图纸中一些未标注公差的尺寸,如安装孔间距72mm、总长88mm及宽度30mm等未标注尺寸公差,在加工中可以按照GB/T1804-m中所规定的公差带进行加工。(2)表面粗糙度的要求 由于零件表面工作部位不同,可以对不同的工作表面,选择不同的表面粗糙度。零件整体的便面粗糙度要求较高,内侧粗糙度要求Ra0.8,锥销粗糙度Ra1.6,其余在Ra6.3左右,对于Ra6.3粗糙度在加工中很容易达到精度要求,Ra1.6粗糙度精度要求较高,需要铰削内孔,从而满足零件对粗糙度的要求。3) 其他技术要求零件图纸中经常会出现一些其他技术要求,例如跳板支架零件图纸中出现了对毛坯的时效处理要求,同时还说明了一下未注的倒角及圆角情况,技术要求中要求了对零件的飞边毛刺的去除等,在安排加工工艺时务必注意保证此类技术参数。2.2确定加工内容及技术要求由图纸可以看出零件的加工内容主要包括平面铣削,侧壁加工,钻孔加工零件2锥销孔精度较高,需要经过铰削加工获得,锥销孔距离地面的尺寸公差也较为严格,在加工锥销孔时可以使用地面为基准加工锥销孔,从而依靠设备来保证孔到地面的距离,零件表面粗糙度要求基本不高,其中30间距内存要求粗糙度Ra0.8,其余表面粗糙度要求都是Ra6.3,在加工时很容易获得这样的加工表面。零件加工时主要注意锥销距离安装面的距离,此尺寸必须在安排工艺时重点考虑。2.3、零件工艺性分析 零件的工艺性,是指零件的形状、尺寸是否符合对质量、生产率高的要求。它是评价零件结构设计优劣的重要指标。零件的结构工艺性:在保证零件使用性能的前提下,制造该零件的可行性和经济性。对零件进行工艺分析有以下两种目的: 一:审查零件结构,形状及尺寸,精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及相关的技术要求是不是合理,是不是便于后续加工和装配;二:通过对零件的工艺分析,对要加工的零件的工艺要求进行更深入的了解,为做好完整的工艺规程做好准备。第三章:跳板支座零件的数控加工工艺分析3.1、零件毛坯的选择3.11毛坯的种类(一)铸件对形状较复杂的毛坯,一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造,对尺寸精度要求较高的小型铸件,可采用特种铸造,如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。(二)锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好,常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低,主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高,主要用于产量较大的中小型锻件。其锻造方法及工艺特点见表3-9。(三)型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法,又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大,精度较低,用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小,精度较高,主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。(四)焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差,变形大,需经时效处理后才能进行机械加工。(五)其它毛坯其它毛坯包括冲压件,粉末冶金件,冷挤件,塑料压制件等。3.12毛坯的确定方法确定毛坯采用什么类型时要考虑以下几个因素: 1、加工零件的材料和其承受的力。当选好零件材料后,就基本定了毛坯的类型。比如,材料是是铸铁,铸钢的,毛坯类型就为铸造,材料如果是钢材的比如45钢,其力学性能较好,韧性较强,就选锻造;力学性能要求不高,或者较低时,我们可以选择铸造或铸钢,。 2、壁厚较薄的零件,不宜用砂型铸造;形状复杂,尺寸有比较大的铸件宜用砂型铸造;中、小型零件可用较先进的熔模铸造及其他铸造方法。 3、生产类型。大批量生产应根据零件的精度不同选者不同的加工方法如果精度较高,铸件应采用金属模机器造型或精密铸造;锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等。如果精度较低就可以采用成本更低的砂型铸造,以满足生产需求,同时又降低成本单件或者小批量生产的毛坯则应采用木模手工造型或自由锻。 4、生产条件。确定毛坯类型必须与具体的生产条件相结合,如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等,外协工厂的制作能力,制作设备的新旧程度等等。5、在控制好成本,保证质量的前提下可以考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性。目前新技术和新材料的发展很快。毛坯制造方面的新工艺,采用这些新的方法,可大大减少机械加工量,降低机床的磨损,减少工人的劳动强度,同时也降低了整个公司的成本,其经济效果非常显著,并且采用新方法后有时甚至可不再进行机械加工。3.13毛坯的确定 毛坯形状及尺寸的确定影响因素主要包括零件表面尺寸和形状的毛坯形状、结构、大小和确定机械加工余量等几个因素,和部分尽可能接近,以达到减少加工的劳动量,力求实现少或没有加工。然而,由于现有毛坯的制造技术和成本的限制,和产品零件加工精度和表面质量要求越来越高,因此,一些粗糙表面仍然需要有一定的机械加工余量,以加工零件的技术要求。毛坯尺寸之间的差异和模式上的部分的大小称为一个毛坯的余量。铸造公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之间的差异被称为铸件尺寸公差。毛坯的余量与大小、位置和形状的毛坯。3.2加工方案的确定及机床的选择3.21确定加工方案 加工方案又称工艺方案,数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。在数控机床加工过程中,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,在对具体零件制定加工方案时,应该进行具体分析和区别对待,灵活处理。只有这样,才能使所制定的加工方案合理,从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 制定加工方案的一般原则为:先粗后精,先近后远,先内后外,程序段最少,走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。 根据上述原则,对跳板支架零件加工方案的确定如下:铸造毛坯时效处理普铣床加工底面加工中心加工内外侧面侧面装夹加工中心加工钻锥销孔加工中心铰锥销孔侧面装夹加工中心加工钻锥销孔加工中心铰锥销孔去毛刺终检清洗入库。3.22数控机床的选择通过以上对零件的工艺分析,可知加工此零件需要的设备主要为铣床,对于设备的型号的选择主要考虑一下几个方面:1) 机床的加工范围:例如机床的回转直径或者加工行程是否能够满足零件的机构需求。2) 机床的加工精度:所选择的机床的加工精度必须大于零件的加工精度,这样才能够保证零件加工的可靠性3) 机床的切削速度范围:主要体现在机床的主轴转速,一般来说较大的回转直径的设备,转速都比较低,而较小的回转直径的设备转速较高,从切削速度的角度来看,较大的设备是不适合加工较小尺寸的零件。4) 机床的切削功率:机床所提供的切削力必须保证零件的顺利加工,也就是说机床提供的切削力必须大于零件的切削抗力。5) 机床的刚性6) 机床的经济性:在满足上述条件的情况下,竟可能选择成本较低的设备,这样可以大大降低生产成本。3.23机床的具体型号确定根据上述各点,为此零件选择一台数控加工中心机床,具体型号参数如下:表3-1 加工中心机床主要参数3.24加工中心机床的功能特点加工中心机床是高效、高精度数控机床,工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工,同时还备有刀具库,并且有自动换刀功能。加工中心机床所具有的这些丰富的功能,决定了加工中心机床程序编制的复杂性。能实现三轴或三轴以上的联动控制,以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心机床除具有直线插补和圆弧插补功能外,还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。加工中心机床是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心机床具有自动交换加工刀具的能力,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现多种加工功能。加工中心机床从外观上可分为立式、卧式和复合加工中心机床等。立式加工中心机床的主轴垂直于工作台,主要适用于加工板材类、壳体类工件,也可用于模具加工。卧式加工中心机床的主轴轴线与工作台台面平行,它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台,在工件一次装夹中,通过工作台旋转可实现多个加工面的加工,适用于箱体类工件加工。复合加工中心机床主要是指在一台加工中心机床上有立、卧两个主轴或主轴可90改变角度,因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。3.3加工基准的选择 零件的工艺设计中,基准的选择是非常重要的。基准面选择合理,可以很好的保证加工质量,提高生产效率,同时也可以降低劳动成本。相反 ,如果基准面选择的不合理,在加工中不但误工误时,还会出现废品率高,效率低,成本高等情况,所以基准面的正确选择是至关重要的。3.31粗基准选择粗基准的选择有以下几点注意事项:1) 选用工件的非加工表面为粗基准。好处:可以保证加工的工件表面和不加工的工件表面之间相互位置关系及其精度,在工件上同时存在几个非加工表面的情况下,我们应以这样的标准来选择,把与要加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。这样就可避免工件多次装夹的问题发生。2) 选加工余量均匀的重要表面作为粗基准来定位。3) 以工件加工余量较小或者最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。4) 以平整光洁面积大的工件表面作为粗基准,以保证设计夹具时不产生定位偏差,对于最为适宜。表面存在毛刺、飞边、冒口等情况不能作为粗基准,必须先先初加工。然后在做基准,这样可以很好的定位。5) 粗基准不能多次使用,因为粗基准表面是不加工的表面。多次使用,表面间的位置精度就会产生偏差。在我们的工件加工的时候采用底面作为粗基准加工上表面。粗基准的选择是不是合理,关系到我们后面整个的工艺设计。因此我们一定要合理的选择粗基准,跳板支架零件选择上表面为粗基准加工底面,上表面为不加工的表面,符合粗基准的选择原则即选用工件的非加工表面为粗基准。因此在加工过程中首选选择跳板支架的上表面作为粗基准。3.32 精基准的选择选择精基准时应遵循以下原则:1、 “基准重合原则”, 2、 “基准统一原则”3、 “自为、互为基准原则”4、 “装夹方便原则” 此零件在加工出底面后一底面为精基准加工上面的所有内容,符合精基准的选择原则及基准统一原则,在后续工序中统一使用跳板支架安装面做为精基准,这样不但在加工过程中的精基准是统一的,也符合基准重合原则,及实际的加工基准与设计基准是重合的。3.4加工顺序的安排 在安排加工顺序时一般应遵循以下原则:1) 先基准面后其它 应首先安排被选作精基准的表面的加工,再以加工出的精基准为定位基准,安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思,是指精加工前应先修一下精基准。例如,精度要求高的轴类零件,第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔,再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工;精加工开始前首先要修整顶尖孔,以提高轴在精加工时的定位精度,然后再安排各外圆面的精加工。2) 先粗后精 这是指先安排各表面粗加工,后安排精加工。3) 先主后次 主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素,对其进行加工是工艺过程的主要内容,因而在确定加工顺序时,要首先考虑加工主要表面的工序安排,以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后,常常从加工的方便与经济角度出发,安排次要表面的加工。例如,图5.5所示的车床主轴箱体工艺路线,在加工作为定位基准的工艺孔时,可以同时方便地加工出箱体顶面上所有紧固孔,故将这些紧固孔安排在加工工艺孔的工序中进行加工。此外,次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求,常常要求在主要表面加工后,以主要表面定位进行加工。4) 先面后孔 这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面,又有孔或孔系,这时应先将平面(通常是装配基准)加工出来,再以平面为基准加工孔或孔系。此外,在毛坯面上钻孔或镗孔,容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面,再加工孔,以避免上述情况的发生。 综上所述零件的加工顺序做如下安排: 铸造毛坯时效处理普铣床加工底面加工中心加工内外侧面侧面装夹加工中心加工钻锥销孔加工中心铰锥销孔侧面装夹加工中心加工钻锥销孔加工中心铰锥销孔去毛刺终检清洗入库。3.5夹具选择3.51夹具的种类机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。其作用是将工件定位,以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。夹具按照用途可分为以下几类:1)通用夹具通用夹具是指已经标准化的,在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如,车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘,铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产,常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广,生产效率低,主要适用于单件、小批量的生产中。2)专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保证较高的加工精度和生产效率,但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时,夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3)通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换,部分装置可以调整,以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具,称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比,加工对象不很明确,适用范围更广一些。4)组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求,由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造,其特点是灵活多变,万能性强,制造周期短、元件能反复使用,特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5)随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用,又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位,进行不同工序的加工。3.52常见的装夹方式1) 平口钳装夹:一般适合板类零件;2) 卡盘装夹:一般适用于轴类零件;3) 压板装夹:适用于异形零件,使用范围较大,但是不宜操作,生产效率较低;4) 专用夹具装夹:试用产品单一,生产效率高。5) V形铁装夹:适用于轴类零件。3.53 夹具的确定 此零件毛坯属于槽板类,零件第一序铣削底面可以使用平口钳装夹,此种装夹方案一般在铣床上使用较多。操作方便,夹紧迅速,夹紧力可靠。后续加工使用专用夹具选择一面两销的定位方式。3.6量具的选择 生产过程中,要使用不同精度的量具对加工的工件进行检测,对于跳板支架零件需要使用的量具如下:量具名称量具规格 精 度 数 量游标卡尺 0-150 0.02 1内沟槽千分尺 25-50 0.01 1粗糙度对比块 Ra0.8/Ra1.6 2标准量块 25mm 0.001 1锥销通止规 6 23.7切削液的选择切削液(cuttingfluid,coolant)是一种用在金属切削、磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病,对车床漆也无不良影响,适用于黑色金属的切削及磨加工,属当前最领先的磨削产品。切削液各项指标均优于皂化油,它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点,并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点通过查表,将常用三种切削液列表,如下表: 常用冷却液冷却液名称主要成份主要作用水溶液水、防锈添加剂冷却乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗切削油矿物油、动植物油、复合油润滑从工件材料上看,45钢不适于用水溶液,而从经济成本角度来参考,乳化液较切削油而言,成本较低,但同样能满足刀具和加工的需求。故,综合上述条件考虑,我最终选择的切削液为:乳化液。它在加工过程中的主要作用是:冷却、润滑和清洗。切削有色金属和铜、铝合金时,为了得到较高的表面质量和精度,可采用10%-20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合物。出于毛坯材料和刀具材料的考虑该零件的加工选用乳化液。第四章:刀具及切削用量的选择4.1刀具的选择刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一,不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量,应考虑以下方面:1、根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。 2、根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应选择刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主,应选择耐用度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具,建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具,因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损,涂层磨损修光,继续使用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。3、 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角,以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超过4齿。具体刀具选择如下:刀具名称刀具材质加工内容数量50mm面铣刀合金加工大平面220mm铣刀高速钢加工外轮廓凸台120mm铣刀高速钢精加工内侧边16.5mm钻头含钴钻钻孔16mm钻头含钴钻钻孔16锥形铰刀镶合金铰孔14.2切削用量的选择 切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量(切削深度)、进给量(进给速度)。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并编入程序单内。4.21确定背吃刀量背吃刀量ap()ap是指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸, 主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。由于零件精度要求不高,从“切削用量简明手册”可查得,可以一次净加工余量,即ap等于加工余量,即粗铣时ap=1mm。4.22确定主轴转速b)切削速度c(m/min),c是指铣刀旋转时的切削速度n=1000c/d0根据切削原理可知,切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素,可见表5-1选取参数2:表5-1 铣削时切削速度工件材料硬度/HBS切削速度VC/ (m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀钢225184266150225325123654120325425621 3675续表5-1工件材料硬度/HBS切削速度VC/ (m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀铸铁19021366615019026091845901603204.5102130铝70120100200200400从理论上讲,VC的值越大越好,因为这不仅可以提高生产率,而且可以避免生成积屑瘤的临界速度,获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制。4.23确定进给速度进给量(进给速度)f(mm/min或mm/r) 是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给量数值应选小些,一般在2050mm/min5范围内选取。最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制,并与脉冲当量有关。 = 式中: 切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移,单位mm/minfz铣刀每齿工作台的移动距离,即每齿进给量(mm/z)铣刀的转速铣刀齿数每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高,fz越小,反之则越大;工件表面粗糙度值越小,就fz越小;硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀,可参考表选取: 铣刀每齿进给量fz工件材料每齿进给量fz/(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.30铝0.060.200.100.250.050.100.020.05 参数、都由实验确定,也可参考有关切削用量手册选用。切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手调整,以获得最佳切削状态。4.3各工序切削用量的计算4.31工序3:50盘刀铣削大面 已知毛坯被加工长度为88mm,最大加工余量为Zmax=2mm,可一次切削,切削深度ap=1mm确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.1mm/r切削速度,盘铣刀为四刃铣刀: 参考有关手册,确定V=100m/min当nw=636r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.16364=254(mm/min)4.32工序3:6.5钻头钻孔已知毛坯被加工长度为13 mm,确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.1mm/r切削速度:参考有关手册,确定V=20m/min 当nw=980r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.1980=98(mm/min)4.33工序4:铣外侧(20mm白钢刀) 已知毛坯被加工长度为30mm,最大加工余量为Zmax=2mm,可一次切削,切削深度ap=1mm确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.1mm/r切削速度,刀具为两刃: 参考有关手册,确定V=30m/min当nw=477r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.14772=95(mm/min)4.34工序4:精铣内侧(20mm合金铣刀) 已知毛坯被加工长度为30mm,最大加工余量为Zmax=0.3mm,可一次切削,切削深度ap=0.3mm确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.05mm/r切削速度,刀具为两刃: 参考有关手册,确定V=150m/min当nw=2385r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.0523852=238.5(mm/min)4.35工序5:钻直径6mm孔 已知毛坯被加工长度为13 mm,确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.1mm/r切削速度:参考有关手册,确定V=20m/min 当nw=1061r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.11061=106(mm/min)4.36工序5:铰削右侧6mm锥销孔 已知毛坯被加工长度为14 mm,确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.05mm/r切削速度:参考有关手册,确定V=10m/min 当nw=530r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.11061=265(mm/min).3.37工序6:铰削左侧6mm锥销孔 已知毛坯被加工长度为14 mm,确定进给量f:根据工艺手册),确定粗车fz=0.05mm/r切削速度:参考有关手册,确定V=10m/min 当nw=530r/min,工作台的每分钟进给量应为:fm=fznz=0.11061=265(mm/min).4.4工序工时计算目前工时定额主要是按经过生产实践验证积累起来的统计资料来确定(参阅有关手册),随着工艺过程的不断改进,也需要相应地修订工时定额。对于流水线自动线,由于有规定的切削用量,工时定额可以部分通过计算,部分应与统计资料得出。在计算出每一道工序的单件时间后,还必须对各个工序的单件计算时间进行平衡,以最大限度地发挥各台机床的生产效率,达到较高的生产率,保证完成生产任务。具体方法时首先计算出零件的年生产纲领所要求的单件时间: =60/Nmin式中,T年基本工时,单位为h; N零件的年生产纲领,单位为件/年; -设备负荷率,一般取0.75-0.85。将每个工序的单件计算时间Tc与Td进行比较。对于的工序,可通过下列方法缩短Tc,以达到平衡工序单件时间的目的。若在一倍以内,可采用该刀具,适当提高切削用量,采用高效加工方法缩短工作进程等措施来缩短Tc。若两倍以上,采用的加工方法是增加顺序加工工序或增加平行加工工序来成倍地提高生产率,缩短Tc。对于的工序,因其生产率较高,则可采用一般的通用机床及工艺装备,来降低成本。下面以工序3、工序4中加工为例来说明时间定额的计算方法。1. 工序3:(1) 基本时间的计算。工序3:盘铣刀粗铣大面。根据基本时间计算公式可求出该工序的基本时间为: 式中,刀具直径为50mm时, 切入行程为25-30mm。 精铣此面为了保证铣刀完全切除零件表面获得更高的表面质量切出行程 切入行程 切出行程 则该工序的基本时间为: 工序3:钻孔根据基本时间计算公式可求出该工序的基本时间为: 式中,使用6mm钻头钻孔 切入行程 切出行程 由工艺可知= ,而 将上述参数代入式(3.8),则该工序的基本时间为: (3) 其他时间的计算。除了作业时间(基本时间与辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作地时问、休息时间以及生理需要时间和准备、终结的时间。由于分摊到每个工件上的准备与终结时间很少,因此可以忽略不计。布置工作地时间是作业时间的27,休息与生理时间是作业时间的24,本例均取3,则各工序的其他时间()可按关系式(3+3)(+)计算,分别如下:工序3的其他时间:(4)单件时间的计算:即完成该工序所需的总时间。单件时间与基本时间、辅助时间、其他时间()的关系为 。各工序的单件时间如下:工序3的单件时间2.工序4:(2) 基本时间的计算。工序4:粗铣内外侧。根据基本时间计算公式可求出该工序的基本时间为: 式中,刀具直径为20mm时, 切入行程为12-15mm。 切入行程 切出行程 则该工序的基本时间为: 此为一侧加工工时,由于零件由四个侧面所以价格时间应为128S工序4:精铣铣内侧根据基本时间计算公式可求出该工序的基本时间为: 式中,刀具直径为20mm时, 切入行程为12-15mm。 切入行程 切出行程 则该工序的基本时间为: 此为一侧加工工时,由于零件由两个侧面所以价格时间应为25.2S(4) 其他时间的计算。除了作业时间(基本时间与辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作地时问、休息时间以及生理需要时间和准备、终结的时间。由于分摊到每个工件上的准备与终结时间很少,因此可以忽略不计。布置工作地时间是作业时间的27,休息与生理时间是作业时间的24,本例均取3,则各工序的其他时间()可按关系式(3+3)(+)计算,分别如下:工序4的其他时间:(4)单件时间的计算:即完成该工序所需的总时间。单件时间与基本时间、辅助时间、其他时间()的关系为 。各工序的单件时间如下:工序4的单件时间第四章:数控加工工序卡片4.1 工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号图2-3产品名称复杂跳板支座零件零件名称槽板材料牌号45毛坯种类45钢毛坯外形尺寸155*125*30工序号工序名称工序内容设备工艺装备10铸件按毛坯图铸造毛坯20时效处理时效处理30铣削底面铣基准面控制38mm尺寸,钻2-6.5mm孔立加平口钳40铣上表面铣削,内外两侧,内侧精铣,控制尺寸30mm50钻铰右锥孔钻6mm孔,锥形铰刀铰孔60钻铰左锥孔钻6mm孔,锥形铰刀铰孔70钳工去除毛刺翻边80终检全检尺寸90清洗卡尺100入库编制审核2014.11共一页第一页4.2工序卡用来具体指导工人加工的工艺文件,卡片上有工步内容、刀具型号、切削用量等加工过程中所需要的参数,多用于大批量生产和成批生产中的重要零件。通过工序卡可清楚明了的得知该零件的复杂跳板支座零件及球形圆轴的工步内容及加工顺序。以下是该零件的数控加工工序卡片。39第五章:零件加工程序编制O000150mm盘铣刀铣面,6.5mm钻头钻孔T1M6换1号刀G90G54G40G00X75Y0程序头,定位M3S636主轴正转G43Z50H1加入长度补偿M8切削液开Z5定位至安全平面G1Z1F254下刀X-75切削G0Z5X75G1Z1F254X-75G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M1程序选择停止T2M6换2号刀G90G54G40G00X0Y0程序头,定位M3S980主轴正转G43Z50H2加入长度补偿M8切削液开Z5定位至安全平面G83X36Z-15R2Q2F90G83钻孔循环X-36G80循环取消G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M30程序结束5.1铣削下表面5.2铣削上表面O000220mm白钢铣刀铣内外测T3M6换1号刀G90G54G40G00X30Y-30程序头,定位M3S477主轴正转G43Z100H3加入长度补偿M8切削液开Z50定位至安全平面G0Z9下刀G1G42X28D01F95加入刀具半径补偿G1Y30切削X-28Y-30G0Z11G1G42X-15D01F95Y30X15Y-30G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M1程序选择停止T4M6换4号刀G90G54G40G00X0Y-30程序头,定位M3S2380主轴正转G43Z50H4加入长度补偿M8切削液开Z5定位至安全平面G1G42X-15D04F238Y30X15Y-30G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M30程序结束5.3钻铰锥销孔T5M6换5号刀G90G54G40G00X0Y0程序头,定位M3S1061主轴正转G43Z50H5加入长度补偿M8切削液开Z5定位至安全平面G83X0Y0Z-15R2Q2F90G83钻孔循环G80循环取消G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M1程序选择停止T6M6换6号刀 铰孔G90G54G40G00X0Y0程序头,定位M3S530主轴正转G43Z50H6加入长度补偿M8切削液开Z5定位至安全平面G85X0Y0Z-15R2F90G83钻孔循环G80循环取消G91G28Z0Z轴返回参考点G91G28Y0Y轴返回参考点M5主轴停止M9冷却液停止M30程序结束结束语 通过这次毕业设计,让我知道我有很多地方有不足之处,很多知识并不是很全面,很扎实,有些地方还要靠查阅资料,询问行业人员,请教老师同学,这是我不足的地方。这次毕业设计也让我把以前所学过的知识重新学习了一遍。也正是这次毕业设计让我知道要学以致用,毕业设计是检验两年来所学知识的掌握程度。它要求我们把所学专业知识如机械制造工艺学、CAD制图、机床夹具等结合起来并结合实际,只有掌握基本概念和理论才能完成此次设计。所以它能提高我们自学以及创新等各项综合能力,因此毕业设计的好坏也确定能否成为一名合格的大学生。在毕业设计中也让我学到了很多知识,CAD制图软件让我进一步的熟练和应用,主轴转速,工艺的编写,夹具的设计让我有了很大的突破与成功,同时也让我更进一步理解到本零件的各个尺寸以及各个工序所需要的主轴转速等。也可能是通过专业课程与实习的相结合,让我更系统的熟悉零件加工方面。像刀具的参数、材料的选用等。毕业设计的顺利完成,我要十分感谢我的同学,我的指导老师以及所有对我毕业设计提出指导意见的人。因为他们,我的问题才能快速解决;因为他们,让我在机械设计这条道路上走的更远!致谢词 毕业设计即将结束,也就意味着我的大学时光即将结束,首先我要由衷感谢我的指导老师并表以最高的敬意,当我在查阅资料遇到和自己相冲突的问题时,是放下他宝贵的时间耐心地给我提意见并指导我如何做,如何解决问题。老师对问题的严谨态度也影响着我。同时我还要感谢一起学习一起讨论问题的同学们尤其是我的舍友,在我遇到困难的时候,是他们帮助我解决了诸多问题,让我学到课堂上由于分心没有学到的知识以及设计中的疑问。在这次设计中,最重要的是把过去没学好的知识又重新学了一遍,在这次毕业设计中,我曾经查阅了很多书籍,这些书籍在很多时候也帮了我很多忙,也应了那句“书籍是最好的老师”,多看书还真有必要。 在这次毕业设计中,长时间的训练总感觉自己CAD制图水平以及零件的工艺编制水平都有显著的提高。想到自己大学两年的生活荒废了很多时间在娱乐上,在设计中有很多不会的地方,都很后悔当初没有好好学习。通过这次毕业设计,让我知道了知识学的不扎实,当你碰到问题的时候,都要求别人帮忙。如果自己学的够丰富基础知识稳固,研究的够深,那么碰到问题都能游刃有余的做出来。 本设计中可能有很多不足的地方,望各位批评指正!参考文献1邹新宇。数控编程M.清华大学出版社,2006年2陈子银、徐鲲鹏.数控加工技术M.北京理工大学出版社,2006年6余英良.数控加工编程及操作M.北京:高等教育出版社,2004年第一版7黄卫.数控技术与数控编程M.北京:机械工业出版社,2004年3眭润舟.数控编程与加工技术M.北京:机械工业出版社,2006年第一版4詹华西.数控加工技术实训教程M.西安:电子科技大学出版社,2006年5陈富安.数控机床原理与编程M.西安:西安电子科技大学出版社,2004年第一版8李家杰.数控机床编程操作与操作实用教程M.南京:东南大学出版社,2005年9华茂发.数控机床加工工艺M.北京:机械工业出版社,2000年10黄康美.数控加工实训教程M.北京:电子工业出版社,2004年
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