數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）數(shù)控銑床上加工凹槽零件加工

1、畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控銑床上加工 凹槽零件加工學(xué)生姓名 學(xué) 號 年 級 08春 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 指導(dǎo)教師 時 間 2010年11月 評定成績 目 錄內(nèi)容摘要3正文31選擇并確定數(shù)控銑床加工凹槽零件31.1 凹槽零件圖樣的工藝性分析31.11關(guān)鍵部位加工分析41.2 工件坐標(biāo)系原點設(shè)定52工藝安排62.1工序卡片62.1切削參數(shù) 72.2工藝卡片 73凹槽零件的加工路線 84編寫加工程序 115誤差分析146進行加工157加工結(jié)束后，清理機床158結(jié)論15參考文獻 16 凹槽零件的加工摘要：數(shù)控加工中心具有高精度、高柔性、高效率等特點，尤其適合加工具有復(fù)雜曲線和曲面輪廓的零件。因此選用

2、bv75立式加工中心進行凹槽零件加工。本文主要是針對我在練習(xí)中對一件難度適中的凹槽零件圖紙進行分析及加工的論述。在圖紙分析中首先要考慮工件的加工難點和精確度，如凹槽輪廓，直徑12h7孔的加工精度要求很高，加工較困難，因此要合理選用刀具，量具，切削參數(shù)后才能進行工藝安排，經(jīng)過核對無誤后再進行加工。 關(guān)鍵詞：工藝安排 凹槽類零件 切削用量正文： 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的技術(shù)手段。專家們預(yù)言“二十一世紀(jì)機械制造業(yè)是競爭的時代，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭”。所以我們作為數(shù)控行業(yè)的一份子要努力的提高自身的專業(yè)水平，不斷的鍛煉，成為一個全方面發(fā)展的技術(shù)

3、人才。1選擇并確定數(shù)控銑床加工凹槽零件在選擇加工凸輪的設(shè)備時，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控機床的曲線輪廓加工優(yōu)勢。選擇數(shù)控銑床的主要依據(jù)如下： bv75立式加工中心采用專業(yè)化廠家提供的數(shù)控系統(tǒng)，各直線運動軸、主軸及追加旋轉(zhuǎn)軸均采用伺服電機驅(qū)動，三軸或四軸聯(lián)動，可進行各種銑削、鏜孔、鉆鉸孔、剛性攻絲等一般機械加工，并實現(xiàn)數(shù)字化精確定位，通過運動軸插補聯(lián)動可實現(xiàn)旋切大螺紋、多種曲面加工，且同一臺機床上可實現(xiàn)工件一次裝夾過程中多種工序的粗、精加工。同時，數(shù)控系統(tǒng)中配備了多種典型循環(huán)程序供加工過程中編程選用。機床工作過程中的切削加工、冷卻液提供、刀具交換等均由預(yù)編制程序控制，且換刀過程中自動實施主軸中心吹氣，保持刀

4、柄及主軸錐孔清潔。機床切削過程中產(chǎn)生的切屑根據(jù)配置不同或者由沖刷系統(tǒng)及排屑器等定向排送到集屑小車，或者人工清理。1.1 凹槽零件圖樣的工藝性分析 需要加工的凹槽零件如圖所示，毛坯材料為45鋼，大小分為120mm10025mm。且底面和四個輪廓面均已加工好。1.11關(guān)鍵部位加工分析1）從圖中的技術(shù)要求可以看出，單邊3mm的薄壁為內(nèi)外輪廓加工。為了保證配合精度，內(nèi)輪廓尺寸直徑mm和mm的誤差分別控制在+0.04+0.01mm和-0.05-0.07mm.2）mm加工的關(guān)鍵要在鏜孔前合理的預(yù)留余量.3）加工的關(guān)鍵要在鉸孔前合理預(yù)留余量.4）尺寸14mm,尺寸30mm,尺寸28 mm,尺寸16 mm,尺

5、寸32 mm,尺寸51 mm,尺寸11 mm等和位置精度。技術(shù)要求1銳角倒鈍約0.2mm，2表面不得磕碰劃傷，3未注公差按it14標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行.4其余表面粗糙度為ra3.2um根據(jù)關(guān)鍵部位加工分析需要在加工前準(zhǔn)備刀具，量具如下:直徑80mm的端銑刀，直徑20mm的立銑刀，直徑24mm鏜孔刀，直徑10mm立銑刀,直徑6mm立銑刀，直徑3mm中心鉆，直徑6mm麻花鉆，直徑11.8mm麻花鉆,直徑12mm鉸刀，游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)，百分表等工具。1.2 工件坐標(biāo)系原點設(shè)定為編程方便以工件中心為0點。安裝百分表使用手搖脈沖發(fā)生器移動到x軸負方向過工件左側(cè)，z軸向負方向移動到一定距離。慢慢的向工件左側(cè)

6、移動使表針頂?shù)焦ぜ?，在移動y軸找到工件的最高點表盤清零。按操作面板上pos建中的工件坐標(biāo)系“操作”“起源”“全軸”。此時工件坐標(biāo)所有軸為x0,y0,z0。z軸向上移動到工件上表面后向x軸正方向移動，與以上同樣的方法對工件的右側(cè)找到工件的最高點。根據(jù)表座移動方向除以二得知x軸的中心。z軸向正放向移動到工件上，在移動到計算的值知的x軸坐標(biāo)。在g54坐標(biāo)系中，按測量機床自動測量當(dāng)前的坐標(biāo)值。以同樣的方法對y軸。z軸只需測量工件表面的最低點即可。操作完成對機床進行回零操作。根據(jù)數(shù)控銑削加工凹槽的特點，對零件圖樣進行工藝性分析時，應(yīng)主要考慮以下一些問題。 （1） 平面凸輪零件圖樣尺寸的分析 根據(jù)凹槽圖紙

7、尺寸分析，首先確定凹槽曲線輪廓各點間的相互關(guān)系（相切、相交），確認無引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，零件在用同一把銑刀、同一個刀具半徑補償值編程加工時，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，在很難同時保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)，這時應(yīng)兼顧各處尺寸公差，根據(jù)公差改變凹槽輪廓的加工控制尺寸，使編程后各加工控制尺寸符合圖紙要求。（2） 加工時需要注意順銑和逆銑對加工的影響 在銑削加工平面凸輪中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時切削力f的水平分力fx的方向與進給運動vf方向相反，順銑時切削力f的水平分力fx的方向與進給運動vf的方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)

8、視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質(zhì)、特點以及機床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數(shù)控銑床傳動采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進給傳動間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，對于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。但如果平面凸輪毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時采用逆銑較為合理。1.3切削用量選擇 確定主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，先查表確定切削速度和進給量，然后根據(jù)刀具直徑分別按公式。確定主軸轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）時，通常在機床說明書允許的范圍內(nèi)，查閱切削用量手冊并結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗選取切削速度vc，然后根據(jù)選定vc（單位為m/min）和刀具

9、直徑d（單位為mm）來計算： 確定進給速度vf(單位為mm/min)時，查閱切削用量手冊并結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗選取沒齒進給量fz(單位為mm/z)，然后結(jié)合齒數(shù)z及主軸轉(zhuǎn)速n計算： 如粗銑上表面時，查切削用量手冊，硬質(zhì)合金銑刀加工45號鋼時的切削速度為100200m/min，每齒進給量fz為0.1mm/齒，取vc=200m/min,銑刀直徑為125mm： 主軸轉(zhuǎn)速 n=500r/min； 進給速度 vf =300mm/z又如鉸孔f16h7時，查切削用量手冊，高速鋼鉸刀（直徑為1016 mm）加工45號鋼時的切削速度為26m/min，進給量為0.51mm/r，取vc=4m/min, 進給量f =0.

10、4 mm/r，鉸刀直徑為16 mm： 主軸轉(zhuǎn)速 n=100r/min； 進給速度 vf =40mm/z2.工藝安排2.1工序卡片產(chǎn)品名稱及代號零件名稱零件1零件圖號序號刀具編號刀具名稱/規(guī)格數(shù)量加工內(nèi)容刀具半徑刀具材料1t01可轉(zhuǎn)位立銑刀/直徑80mm1銑大平面40mm硬質(zhì)合金2t02可轉(zhuǎn)位立銑刀/直徑20mm1銑直徑26mm的孔、薄壁10mm硬質(zhì)合金3t03鏜孔刀/直徑24mm1鏜直徑26mm的孔硬質(zhì)合金4t04整體合金銑刀/10mm1粗銑凸臺、薄壁、凹槽5mm硬質(zhì)合金5t05整體合金銑刀/10mm1精銑凸臺、薄壁、凹槽5mm硬質(zhì)合金6t06中心鉆/a31孔定心7t07麻花鉆/直徑6mm1鉆

11、直徑6mm孔3mm8t08麻花鉆/直徑11.8mm1擴直徑11.8mm孔5.9mm9t09鉸刀/直徑12mmh71鉸直徑12mm孔6mm10t10整體合金銑刀/直徑6mm1銑側(cè)面腰槽3mm硬質(zhì)合金2.1切削參數(shù)刀具名稱sf加工內(nèi)容立銑刀/直徑80mm430180銑大平面立銑刀/直徑20mm545150銑直徑26mm的孔、薄壁鏜孔刀/直徑24mm鏜直徑26mm的孔整體合金銑刀/10mm509110粗銑凸臺、薄壁、凹槽整體合金銑刀/10mm980180精銑凸臺、薄壁、凹槽中心鉆/a3110050孔定心麻花鉆/直徑6mm66065鉆直徑6mm孔麻花鉆/直徑11.8mm78055擴直徑11.8mm孔鉸

12、刀/直徑12mmh712055鉸直徑12mm孔整體合金銑刀/直徑6mm1500150精銑銑側(cè)面腰槽2.2工藝卡片數(shù)控加工工藝卡片零件代號零件名稱1-3零件1材料名稱45鋼材料狀態(tài)調(diào)質(zhì)毛坯尺寸12010025備注工序工種工序內(nèi)容刀具程序名稱1檢驗1檢查零件毛坯2安裝并校正平口鉗3準(zhǔn)備加工用刀具與量具4對刀并設(shè)定工件坐標(biāo)系原點2銑底面保證：留0.2mm的余量t13粗銑直徑26mm的孔保證：留0.2mm的余量t24粗銑外輪廓保證：留0.2mm的余量t25鏜直徑26mm的孔保證mmt36精銑外輪廓保證，mmt57銑頂面保證厚度 24mm，ra3.2t18粗銑薄壁外輪廓保證：留0.2mm的余量t49粗銑

13、薄壁內(nèi)輪廓保證：留0.2mm的余量t410粗銑圓弧凸臺保證：留0.2mm的余量t411粗銑四方凹槽保證：留0.2mm的余量t412粗銑腰形槽保證：留0.2mm的余量t413銑殘留部分用手動方式去除局部殘料t414銑圓弧凸臺高度保證：高度3mmt515精銑薄壁外輪廓保證：mmt516精銑薄壁內(nèi)輪廓保證：mmt517精銑圓弧凸臺保證：直徑32,51,6mm尺寸t518精銑四方凹槽保證:28,16,17mm尺寸t519精銑腰形槽保證：槽寬11mm槽深9mmt520鉆中心孔保證：780.05mm，980.05mmt621鉆孔保證：780.05mm，980.05mmt722擴孔保證：780.05mm，9

14、80.05mmt823鉸孔保證：780.05mm，980.05mmt924去毛刺去毛刺，倒棱銳邊r0.2mm擦凈工件3凹槽零件的加工路線切削加工時，加工順序的安排直接影響到零件的加工質(zhì)量、精度等，通常按下列原則安排順序：（1） 基面先行原則 （2） 先粗后精原則（3） 先主后次原則1銑削薄壁外輪廓2銑削薄壁內(nèi)輪廓3銑削腰形槽4銑削圓弧凸臺5銑削四方凹槽6銑削直徑26的孔7鉆孔4編寫的主要參考加工程序以工件中心為對刀中心點加工程序編制如下：o1001 用直徑20mm的刀具粗加工直徑26mm的孔g17g40g49g80g90m08m06t02m3s1200g00x0y0z100z10g01z0f3

15、0g64g41d01g01x13y0f100g03i-13f450g40g01x0y0g00z100y100m09m05m30o1002 用直徑20mm、直徑10的刀具粗精銑外輪廓g17g40g49g54g80g90m08m06t02m03s1200g00s-80y-60z100z10g01z0f30g64g41d01g1x-59y-55f100y49f450x59y-49x-65g40g01x-80y-60g00z100y100m09m05m30o1003 用鏜刀加工直徑26mm的孔g17g40g49g54g80g90m08m06t03m03s1500g00x0y0z100z5g01z-25

16、f50z5g00z100y100m09m05m30o1004 用直徑20mm、直徑10mm刀具粗精銑薄壁外輪廓g17g40g49g54g80g90m08m06t02m03s1500g00x0y-80z100z10g01z0f30g64g41d1g01x0y-50f100g02x0y-50i0j50f450g40g01x0y-80g00z100y100m09m05m3001005 用直徑10mm刀具粗、精加工薄壁內(nèi)輪廓g17g49g40g49g90m08m06t04m03s2500g00x-34y17z100z10g01z0f30g64g41d01g01x-38.884y7f100x-34f40

17、0g02y-7r7g01x-38.884g03x-44.575y-14.902r6g03y14.902r-47g03x-38.884y7r6g01x-34g40g01x-34y17g00z100y100m09m05m305誤差分析在數(shù)控加工的整個過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生以下幾種誤差：加工原理誤差 加工原理誤差是由于采用了近似的加工運動方式或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差，因在加工原理上存在誤差，故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許范圍內(nèi)，這種加工方式仍是可行的。機床的幾何誤差機床的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損，都直接影響工件的加工精度。其中主要是機床主軸回轉(zhuǎn)運動、機床導(dǎo)軌直線運動和機床傳動鏈的誤

18、差。刀具的制造誤差及磨損刀具的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損，都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中，切削刃、刀面與工件、切屑產(chǎn)生強烈摩擦，使刀具磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達到一定值時，工件的表面粗糙度值增大，切屑顏色和形狀發(fā)生變化，并伴有振動。刀具磨損將直接影響切削生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本。補償原始誤差誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。尋找坐標(biāo)原點過程中，由于使用的設(shè)備的精度

19、不同，會帶來不同的誤差。解決辦法：使用精度高的儀器，如：千分表、尋邊器等等。6進行加工程序模擬：自動運行，機床鎖，空運行。選擇好后。按循環(huán)啟動。開始執(zhí)行所編輯的程序，通過程序模擬來驗證程序的正確性以及在加工中出現(xiàn)過切的現(xiàn)象。只有多次進行程序模擬來修正程序使它符合加工條件的軌跡，以免加工中出現(xiàn)意外導(dǎo)致生產(chǎn)加工受損。裝夾工件，工件在普通的平口虎鉗上，即可限制它的自由度，所以在不用設(shè)計特型夾具的情況下進行加工。在裝夾過程中，要看工件在墊鐵上是否能露出足夠的余量，以防止程序運行中，對夾具造成破壞。墊鐵在工件下，要進行敲砸，為的是利用精密墊鐵的平行度以保證工件的平行度，在敲砸后，試著晃動墊鐵，看是否晃動，如果