泵蓋零件數(shù)控加工工藝分析及編程

1、 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文題目 泵蓋零件數(shù)控加工工藝分析及編程 姓姓 名名 學學 號號 專業(yè)班級專業(yè)班級 機電一體化 指導教師指導教師 湖職院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文湖職院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 泵蓋零件數(shù)控加工工藝分析及編程 學學 生：生： 指導教師：指導教師： i摘摘 要要本文主要講述如何運用機電一體化技術相關專業(yè)知識對泵蓋零件進行加工工藝分析，進行程序編制并利用數(shù)控加工技術使其成型。此過程通過利用泵蓋的加工來加深對數(shù)控編程加工零件的認識，從而使人們能更好的更熟練的掌握數(shù)控編程，并把加工零件的全部工藝過程，工藝參數(shù)，以代碼的形式記錄在控制介質上，用控制介質上的信息來控制機床，實現(xiàn)零件的全部加工

2、過程。關鍵詞：機電一體化技術、數(shù)控技術、數(shù)控編程、加工工藝、泵蓋零件加工 ii目目 錄錄摘摘 要要.i目目 錄錄 .ii第一章第一章 概述概述.1第二章第二章 零件圖的工藝分析及加工工藝的制定零件圖的工藝分析及加工工藝的制定.22.1 加工任務.22.2 加工零件的工藝分析.3第三章第三章 制定加工方案和加工工藝制定加工方案和加工工藝.43.1 常用加工方案.43.2 加工機床的選擇.53.2.1 數(shù)控銑床的基本結構.53.2.2 數(shù)控銑床機械結構.63.3 選擇切削用量.73.3.1 選擇切削用量的原則.73.3.2 泵蓋零件的切削用量計算.83.4 加工路線.9第四章第四章 定位基準的選擇

3、和夾緊方案的確定定位基準的選擇和夾緊方案的確定.94.1 定位基準的選擇.94.2 夾具與裝夾方案的選擇.104.2.1 工具的選擇與裝夾方案.104.2.2 泵蓋零件裝夾方案的確定.12第五章第五章 刀具夾具選擇與加工工序刀具夾具選擇與加工工序.135.1 數(shù)控加工刀具和夾具的選擇介紹.135.2 該零件加工所選刀具見泵蓋零件數(shù)控加工刀具卡片.14第六章第六章 數(shù)控程序編程與加工數(shù)控程序編程與加工.176.1 數(shù)控程序的相關介紹.176.2 數(shù)控編程.176.3 加工成果.25第七章第七章 設計總結設計總結.26致致 謝謝.27參考文獻參考文獻.28 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文1

4、第一章第一章 概述概述數(shù)控技術是工業(yè)自動化的一門基礎技術，在工業(yè)生產中越來越得到廣泛的應用。數(shù)控機床問世以來，數(shù)控技術大幅度推進了制造技術與制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術應用課程在我國已成為各大院校機電類專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。數(shù)控技術是一門綜合性專業(yè)技術，涉及到設計、工藝、機床、刀具、夾具、材料、數(shù)字控制、電機、檢測等等。特別是 cad/cam 一體化技術、fms、cims、它們是集設備、信息、物流、能量流與一體的綜合的自動化設計與制造系統(tǒng)，而是一門綜合設計、工藝、制造及自動控制的多學科交叉型的科學技術。數(shù)控機床和加工中心是典型的機電一體化產品，同時又是用于產品制造的機電一體化生產設備。隨著計算機技

5、術的飛速發(fā)展和廣泛應用，機械制造業(yè)正在發(fā)生著一場深刻的技術革命，這場革命從根本上改變了生產技術和管理技術，傳統(tǒng)的生產設備和方法已逐漸被計算機控制的各種系統(tǒng)所取代，數(shù)控加工中心正以其強大的加工功能在現(xiàn)代機械制造業(yè)中扮演重要的角色。加工中心是按照預先編好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工的高效自動化設備，故編制數(shù)控程序在數(shù)控加工中起到非常重要的地位。用數(shù)控機床加工零件，是按照事先編制好了的數(shù)控程序自動地對零件進行加工。它是把零件的加工工藝路線、刀具運動軌跡、切削參數(shù)等，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把程序單的內容輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而控制機床加工零件。為了能充分高效

6、地利用數(shù)控機床的各種功能，使數(shù)控機床能按照人們事先設計的模式進行安全、可靠地工作，選擇了泵體殼蓋在數(shù)控機床上進行加工作為畢業(yè)設計的課題。并嚴格按照畢業(yè)設計的要求，進行包括數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控刀具及其切削參數(shù)的選擇、工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)字計算、數(shù)控加工程序的編制等。另外，考慮到自動編程技術具備數(shù)學處理能力強、能快速、自動生成數(shù)控程序、后置處理程序靈活多變、程序自檢、糾錯能力強、便于實現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的通行等特點，采用了數(shù)控加工自動編程技術進行課題制作，同時為了檢驗編程效果，還采用了數(shù)控仿真技術及時校驗整個程序的加工效果。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文2第二章第

7、二章 零件圖的工藝分析及加工工藝的制定零件圖的工藝分析及加工工藝的制定2.1 加工任務 如圖 1 所示就是我們所需加工的泵蓋零件，加工該零件所需材料為鑄鐵。毛坯尺寸為170mm110mm30mm。該類型的泵蓋零件廣泛應用于汽車動力轉向系統(tǒng) 。注: 鑄件技術要求 產品材料：ht200 產品數(shù)量：小批量生產 未標注粗糙度均為 12.5圖 1 零件圖 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文32.2 加工零件的工藝分析 在數(shù)控工藝分析時，首先要對零件圖樣進行工藝分析，分析零件各加工部位的結構工藝性是否符合數(shù)控加工的特點，其主要內容包括：1.零件圖樣尺寸標注應符合編程的方便在數(shù)控加工圖上，宜采用以同一基

8、準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法，既便于編程，也便于協(xié)調設計基準、工藝基準、檢測基準與編程零點的設置和計算。2.零件輪廓結構的幾何元素條件應充分在編程時要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。在分析零件圖時，要分析各種幾何元素的條件是否充分，如果不充分，則無法對被加工的零件進行編程或造型。3.零件所要求的加工精度、尺寸公差應能否得到保證。雖然數(shù)控機床加工精度很高，但對一些特殊情況，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的剛性較差，加工時產生的切削力及薄壁的彈性退讓極易產生切削面的振動，使得薄壁厚度尺寸公差難以保證，其表面粗糙度也隨之增大，根據(jù)實踐經驗，對于面積較大的薄壁，當其厚度小于 3mm

9、 時，應在工藝上充分重視這一問題。4.零件內輪廓和外形輪廓的幾何類型和尺寸是否統(tǒng)一在數(shù)控編程，如果零件的內輪廓與外輪廓幾何類型相同或相似，考慮是否可以編在同一個程序，盡可能減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，以減少輔助時間，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直徑常常受內輪廓圓弧半徑 r 限制。5.零件的工藝結構設計能否采用較大直徑的刀具進行加工采用較大直徑銑刀來加工，可以減少刀具的走刀次數(shù)，提高刀具的剛性系統(tǒng)，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工質量也相應的得到提高。6.零件銑削面的槽底圓角半徑或底板與緣板相交處的圓角半徑 r 不宜太大由于銑刀與銑削平面接觸的最大直徑 d=d-2r，其中 d 為

10、銑刀直徑。當 d 一定時，圓角半徑 r 越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率也就越低，工藝性也越差。 。當 r 大到一定程度時甚至必須用球頭銑刀加工，這是應當避免的。當 d 越大而 r 越小，銑刀端刃銑削平面的面積就越大，加工平面的能力越強， 銑削工藝性當然也越好。有時，銑削的底面面積較大，底部圓弧 r 也較大時，可以用兩把 r 不同的銑刀分兩次進行切削。 7.保證基準統(tǒng)一原則若零件在銑削完一面后再重新安裝銑削面的另一面，由于基準不統(tǒng)一，往往會因為零件重新安裝而接不好刀，加工結束后正反兩面上的輪廓位置及尺寸的不協(xié)調。因此，盡量利用零件本身具有的合適的孔或以零件輪廓的基準邊或專門設置工藝孔（如

11、在毛坯上增加工藝凸臺或在后續(xù)工序要去除余量上設置基準孔）等作為定位基準，保證兩次裝夾加工后相對位置的準確性。8.考慮零件的變形情況當零件在數(shù)控銑削過程中有變形情況時，不但影響零件的加工質量，有時，還會出現(xiàn)蹦刀的現(xiàn)象。這時就應該考慮銑削的加工工藝問題，盡可能把粗、 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文4精加工分開或采用對稱去余量的方法。當然也可以采用熱處理的方法來解決。所需生產泵蓋零件的工藝分析：該零件毛坯尺寸為 170mm110mm30mm 由平面、外輪廓以及孔系組成。其中32h7mm、12h7mm 和 26h8mm 四個內孔的表面粗糙度要求很高，為1.6m；32h7mm 內孔表面對 a 面

12、有垂直度要求，上表面對 a 有平行度要求。該零件材料為鑄鐵，切削加工性能較好。根據(jù)上述分析，32h7mm 孔、26h8mm 孔與 12h7mm 孔的粗、精加工應分別開進行，并保證表面粗糙度要求。同時應以底面 a 定位，提高裝夾剛度以滿足 32h7mm內孔表面的垂直度要求。第第 3 3 章章 制定加工方案和加工工藝制定加工方案和加工工藝3.1 常用加工方案先粗后精這是數(shù)控機床與普通機床都采用的方案，目的是為了提高生產效率并為保證零件的精加工質量做準備。主要過程是先安排較大切削深度及進給量的粗加工工序，以便在較短的時間內將精加工前的大量余量去掉。先內后外對于車、銑及線切割機床加工特別適宜先內后外的

13、加工方法。對既要加工內后加工外形表面。這是因為控制內表面的尺寸和形位精度等均較困難， 刀具剛性相應較差，刀尖或刀刃的使用壽命受到切削熱的影響而降低，以及在依據(jù)加工內容，所選機床確定定位夾緊方案。 （1）選擇加工方法上、下表面及臺階面的粗糙度要求為 3.2m，可選擇“粗銑精銑”方案?？准庸し椒ǖ倪x擇孔加工前，為便于鉆頭找正，先用中心鉆加工中心孔，然后在鉆孔。內孔表面的加工方案在很大程度上取決于內孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。對于精度要求特別高、粗糙度值較小的表面，一般不能一次加工到規(guī)定尺寸，而要劃分階段逐步進行。該零件孔系加工方案的選擇如下。a32h7mm 孔，表面粗糙度為 1.6m，選擇“鉆粗

14、鏜半精鏜精鏜”方案。b12h7mm 孔，表面粗糙度為 1.6m，選擇“鉆粗鉸精鉸”方案。c67mm 孔，表面粗糙度為 3.2m，無尺寸公差要求，選擇“鉆-鉸”方案。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文5d26h8 孔，表面粗糙度為 1.6m，選擇“鉆-鉸”方案。e18mm 孔和 610mm 孔，表面粗糙度為 12.5m，無尺寸公差要求，選擇“鉆孔锪孔”方案。f螺紋孔 2m16-h7，采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法。（2）加工工藝數(shù)控機床的加工方案包括制定工序、工步及先后順序和進給路線等內容。在數(shù)控機床的加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料、批量等多

15、方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應對具體零件制定加工方案時，應具體分析并區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使加工方案合理，從而達到質量優(yōu)、效率高和成本低的目的。3.2 加工機床的選擇數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同，結構也有些相似，但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床，所以其結構也與普通銑床有很大區(qū)別。 圖 2 3.2.1 數(shù)控銑床的基本結構數(shù)控銑床形式多樣，不同類型的數(shù)控銑床在組成上雖有所差別，但卻有許多相似之處。下面以 xk5040a 型數(shù)控立式升降臺銑床為例介紹其組成情況。鋸 040a 型數(shù)控立式升降臺銑床配有四 3ma 數(shù)控系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流

16、伺服驅動。該機床由 6 個主要部分組成即床身部分，銑頭部分，工作臺部分，橫進給部分，升降臺部分，冷卻、潤滑部分。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文6(1)床身床身內部布局合理，具有良好的剛性，底座上設有 4 個調節(jié)螺栓，便于機床進行水平調整，切削液儲液襤設在機床座內部。(2)銑頭部分銑頭部分由有級(或無級)變速箱和銑頭兩個部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上保證主軸具有高回轉精度和良好的剛性；主軸裝有快速換刀螺母，前端錐采用1$0505 錐度；主軸采用機械無級變速，其調節(jié)范圍寬，傳動平穩(wěn)，操作方便。剎車機構能使主軸迅速制動，可節(jié)省輔助時間，剎車時通過制動手柄撐開止動環(huán)使主軸立即制動。啟動

17、主電動機時，應注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電機、內齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡，它們形成垂直方向(z 方向)進給傳動鏈，使主軸作垂向直線運動。(3)工作臺工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平導軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺右端的伺服電機驅動的。通過內齒帶輪帶動精密滾珠絲杠剮，從而使工作臺獲得縱向進給。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便進行手動操作。床鞍的縱橫向導軌面均采用了 turclle b 貼塑面，從而提高了導軌的耐磨性、運動的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。(4)升降臺(橫向進路部分) 升降臺前方裝有交流伺服電機驅動床鞍作橫向進給運動，其傳動原理與工作臺的縱向進

18、給相同。此外在橫向滾珠絲杠前端還裝有進給手輪，可實現(xiàn)手動進給。升降臺左側裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動錐齒輪及升降臺絲桿旋轉，從而獲得升降臺的升降運動。(5)冷卻與潤滑裝置冷卻系統(tǒng)。機床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻泵、出水管、回水管、開關及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機床底座的內腔里，冷卻泵將切削液從底座內儲液池打至出水管，然后經噴嘴噴出，對切削區(qū)進行冷卻。潤滑系統(tǒng)及方式。潤滑系統(tǒng)是由手動潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。機床采用周期潤滑方式，用手動潤滑油泵，通過分油器對主軸套筒、縱橫向導軌及三向滾珠絲桿進行潤滑，以提高機床的使用壽命。3.2.2 數(shù)控銑床機械結構從數(shù)字控制技術特點看由于效控機

19、床采用了伺服電機，應用數(shù)字技術實現(xiàn)了對機床執(zhí)行部件工作順序和運動位移的直接控制，傳統(tǒng)機床的變速箱結構被取消或部分取消了，因而機械結構也大大簡化了。數(shù)字控制還要求機械系統(tǒng)有較高的傳動剛度和無傳動間隙，以確保控制指令的執(zhí)行和控制品質的實現(xiàn)。同時由于計算機水平和控制能力的 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文7不斷提高，同一臺機床上允許更多功能部件同時執(zhí)行所需要的各種輔助功能已成為可能，因而數(shù)控機床的機械結掏比傳統(tǒng)機床具有更高的集成化功能要求。從制造技術發(fā)展的要求看，隨著新材料和新工藝的出現(xiàn)，以及市場競爭對低成本的要求，金屬切削加工正朝著切削速度和精度越來越高、生產效率越來越高和系統(tǒng)越來越可靠的方

20、向發(fā)展。這就要求在傳統(tǒng)機床基礎上發(fā)展起來的數(shù)控機床精度更高驅動功率更太，機械機構動靜、熱態(tài)剛度更好，工作更可靠，能實現(xiàn)長時同連續(xù)運行和盡可能少的停機時間。典型數(shù)控銑床的機械結構主要由基礎件、主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、回轉工作臺及其他機械功能附件等幾部分組成。注:在用數(shù)控銑床加工零件之前可先用程序斯沃數(shù)控仿真軟件(sscnc)進行模擬加工 檢查編寫程序是否正確 確認無誤后 再用數(shù)控銑床調入編輯好的程序進行加工 并得到實物 這樣會使得生產出的零件更為準確 將誤差避免到最小。3.3 選擇切削用量3.3.1 選擇切削用量的原則（1）制訂切削用量 制訂切削用量，就是要在已經選擇好刀具材料和幾何角度的基礎

21、上，合理地確定切削深度 ap、進給量 f 和切削速度 c。所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機床性能，在保證加工質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。不同的加工性質，對切削加制訂切削用量，就是要在已經選擇好刀具材料和幾何角度的基礎上，合理地確定切削深度 ap、進給量 f 和切削速度 c。不同的加工性質，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側重點也應有所區(qū)別。粗加工時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切削深度 ap，其次選擇較大的進給量 f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。精加工時，首先應保證工件

22、的加工精度和表面質量要求，故一般選用較小的進給量 f和切削深度 ap，而盡可能選用較高的切削速度 c。 （2）切削深度 ap 的選擇 切削深度應根據(jù)工件的加工余量來確定。粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀應盡可能切除全部余量。當加工余量過大，工藝系統(tǒng)剛度較低，機床功率不足，刀具強度不夠 或斷續(xù)切削的沖擊振動較大時，可分多次走刀。切削表面層有硬皮的鑄鍛件時，應盡量使 ap 大于硬皮層的厚度，以保護刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般較小時，可一次切除，但有時為了保證工件的加工精度和表面質量，也可采用二次走刀。多次走刀時，應盡量將第一次走刀的切削深度取大些，一般為總加工余量的 2/33/4。在

23、中等功 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文8率的機床上、粗加工時的切削深度可達 810mm，半徑加工（表面粗糙度為ra6.33.2m）時，切削深度取為 0.52mm，精加工（表面粗糙度為 ra1.60.8m）時，切削深度取為 0.10.4mm。 （3）進給量 f 的選擇 切削深度選定后，接著就應盡可能選用較大的進給量 f。粗加工時，由于作用在工藝系統(tǒng)上的切削力較大，進給量的選取受到下列因素限制；機床刀具工件系統(tǒng)的剛度，機床進給機構的強度，機床有效功率與轉矩，以及斷續(xù)切削時刀片的強度。半精加工和精加工時，最大進給量主要受工件加工表面粗糙度的限制。工廠中，進給量一般多根據(jù)經驗按一定表格選取，在

24、有條件的情況下，可通過對切削數(shù)據(jù)庫進行檢索和優(yōu)化。 3.3.2 泵蓋零件的切削用量計算 該零件材料切削性能較好，銑削平面、臺階面及輪廓時，留 0.5mm 精加工余量；孔加工精度留 0.2mm，精鉸余量留 0.1mm。選擇主軸轉速與進給速度時，查詢切削用量手冊，確定切削速度和進給量，然后計算進給速度和主軸轉速。以下是計算過程。1鉆削用量（1）背吃刀量 ap取 ap4.25mm（2）主軸轉速 取 s750。（3）進給速度取 vf110 mm/min。2 12mm 銑削用量（1）主軸轉速取 vc 20m/min。 (r/min)，取 s400。（2）進給速度 12mm 高速鋼立銑刀為 3 刃，fz0

25、.005dc0.005120.06vffzzs0.06340072mm，取 vf72 mm/min。3 12mm 銑削用量（1）背吃刀量 ap由于刀具材料為高速鋼，工件加工深度為 25mm，取 ap25。（2）主軸轉速取 s530。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文9（3）進給速度取 vf80 mm/min。4鏜削用量（1）主軸轉速的確定取硬質合金單刃鏜刀的切削速度為 150m/min。 (r/min)，取 s1200。（2）鏜削進給速度的確定取鏜削時的進給量為 0.05mm/r。vffs0.05120060 (mm/min)，取 vf60。3.4 加工路線名詞解釋：在數(shù)控加工中，刀具刀

26、位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則有以下幾點：1.應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求 2.應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間 3.應使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量理想的加工路線不僅可以加工出合格的產品同時也能使數(shù)控機床得到合理的利用和充分的發(fā)揮，而要實現(xiàn)這一原則必須實現(xiàn)這兩個原則，一保證精度原則，二提高生產效率原則。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原則確定加工順序，詳見泵蓋零件數(shù)控加工工序卡。外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線方向切入和切出。該零件應先用平口鉗夾粗-精銑底面以底面 a 作為基準粗-精銑上表面、臺階面和孔系，在銑削外輪廓

27、時，采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 a、12h7 和 32h7 孔定位，詳見數(shù)控加工工序卡。第四章第四章 定位基準的選擇和夾緊方案的確定定位基準的選擇和夾緊方案的確定4.1 定位基準的選擇在設計機床夾具前首先要確定合理的定位基準，就本工序來說要注意到以下幾點：定位基準必須與工藝基準重合，并盡量與設計基準重合，以減小定位誤差，獲得最大的加工允差，降低夾具制造精度。當定位基準和工件基準或是設計基準不重合時必須進行 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文10必要的加工尺寸及允差換算；應選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或是圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠；在選擇定位元件時，

28、要防止出現(xiàn)超定位現(xiàn)象；在工件的各加工工序中，力求采用同一基準，以避免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度；當鑄件以毛坯面做為第一道工序時的基準，應選用比較光整的表面做基準面。考慮到該零件圖的結構特點采用以下方式定位：選用平口虎鉗夾緊：采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 a，12h7 和 32h7 孔定位所以滿足減小定位誤差獲得最大的加工允差的要求，滿足了設計的需要；銑底面時則以上工序粗銑出來的頂面為粗基準來銑底面，同樣也是定位基準與工藝基準重合，也滿足了本工序的設計需求。4.2 夾具與裝夾方案的選擇名詞解釋： 在數(shù)控機床上加工零件時，為保證工件的加工精度和加工質量，必須使工件位于機床上的

29、正確位置，也就是通常所說的“定位” ，然后將它固定也就是通常所說的“夾緊” 。工件在機床上定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾過程。4.2.1 工具的選擇與裝夾方案1工件的定位原理（1）六點定位原理工件在空間有六個自由度，即沿 x、y、z 三個坐標方向的移動自由度和繞x、y、z 三個移動軸的旋轉自由度 a、b、c，如下圖所示。 要確定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點定位原理” 。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點的布置情況也各不相同。（2）限制自由度與工件加工要求的關系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要

30、求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，對加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。 （3）完全定位與不完全定位 工件的六個自由度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實際加工中工件最常用的定位方式。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文11（4）工件安裝的基本原則 在數(shù)控機床上工件安裝的原則與普通機床相同，也要合理地選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數(shù)控機床的效率，在確定定位基準與夾緊方案時應注意以下幾點： 力求設計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一。 盡量減少裝夾次數(shù)

31、，盡可能在一次定位和裝夾后就能加工出全部待加工表面。 避免采用占機調整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。2工件的夾緊金屬切削加工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產生位移和振動，必須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產的裝置稱為夾緊裝置。（1）對夾緊的基本要求 工件在夾緊過程中，不能改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 夾緊力的大小適當，既要保證工件在加工過程中的位置不能發(fā)生任何變動，又要使工件不產生大的夾緊變形；同時也要使得加工振動現(xiàn)象盡可能小。 操作方便、省力、安全。 夾緊裝置的自動化程度及復雜程度，應與工件的批量大小相適應。 （2）夾緊力

32、方向和夾緊點的確定 夾緊力應盡可能朝向主要定位基準，這樣可以保證夾緊工件時不破壞工件的定位，影響工件的加工精度要求。 夾緊力方向應有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過程。 夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的方向和方位上，這一原則對剛性較差的零件特別重要，可以保證零件的夾緊變形量最小。 夾緊力作用點應盡量靠近零件的加工表面，保證主要夾緊力的作用點與加工表面之間的距離最短，可有效提高零件裝夾的剛性，減少加工過程中的振動。 夾緊力的作用方向應在定位支撐的有效范圍內，不破壞零件的定位要求。3夾具的選擇數(shù)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

33、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(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)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(shù)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

34、重合誤差和數(shù)控編程 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文12中的計算工作量。 （4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)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(shù)控機床效率的目的。4.2.2 泵蓋零件裝夾方案的確定 在設計機床夾具前首先要確定合理的定位基準，就本工序來說要注意到以下幾點：定位基準必須與工藝基準重合，并盡量與設計基準重合，以減小定位誤差，獲得最大的加工允差，降低夾具制造精度。當定位基準和工件基準或是設計基準不重合時必須進行必要的加工尺寸及允差換算；應選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或是圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度

35、，并使定位穩(wěn)定、可靠；在選擇定位元件時，要防止出現(xiàn)超定位現(xiàn)象；在工件的各加工工序中，力求采用同一基準，以避免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度；當鑄件以毛坯面做為第一道工序時的基準，應選用比較光整的表面做基準面?？紤]到該零件圖的結構特點采用以下方式定位：選用平口虎鉗夾緊：采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 a，12h7 和 32h7 孔定位所以滿足減小定位誤差獲得最大的加工允差的要求，滿足了設計的需要；銑底面時則以上工序粗銑出來的頂面為粗基準來銑底面，同樣也是定位基準與工藝基準重合，也滿足了本工序的設計需求。1 開口墊圈 2 帶螺紋圓柱銷 3 壓緊螺母 4 帶螺紋削邊銷 5 墊圈 6

36、工件 7 墊塊圖 3 泵蓋零件的裝夾示意圖該零件毛坯的外形比較規(guī)則，因此在加工上下表面、臺階面及孔系時，先用平口虎鉗夾緊；在銑削外輪廓時，采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 a、12h7 和 32h7 孔定位。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文13第五章第五章 刀具夾具選擇與加工工序刀具夾具選擇與加工工序5.1 數(shù)控加工刀具和夾具的選擇介紹合理選擇數(shù)控加工用的刀具、夾具，是工藝處理工作中的重要內容。在數(shù)控加工中，產品的加工質量和勞動生產率在很大程度上將受到刀具、夾具的制約。雖其大多數(shù)刀、夾具與普通加工中所用的刀具、夾具基本相同，但對一些工藝難度較大或其輪廓、形狀等方面較特殊的零件加工，所

37、選用的刀具、夾具必須具有較高要求，或需作進一步的特殊處理，以滿足數(shù)控加工的需要。一般優(yōu)先采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及其它一些專用刀具。此外，應結合實際情況，盡可能選用各種先進刀具，如可轉位刀具，整體硬質合金刀具、陶瓷涂層刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應符合加工要求，刀具材料應與工件材料相適應。數(shù)控加工所用刀具在刀具性能上應高于普通加工所用刀具。所以選擇數(shù)控加工刀具時，還應考慮以下幾個方面：切削性能好 數(shù)控加工能采用大的背吃刀量和高速進給，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，以便實現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)

38、控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理。精度高 為適應數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具必須具有較高的精度。如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達 0.005mm 等?？煽啃愿?要保證數(shù)控加工中不會發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而影響到加工的順利進行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強的適應性。耐用度高 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應具有比普通機床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀的次數(shù)，從而提高數(shù)控機床的加工效率及保證加工質量。斷屑及排屑性能好 數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機床加工那樣，能及時由人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會損壞刀具和劃傷工件已加

39、工表面，甚至會發(fā)生傷人和設備事故，影響加工質量和機床的順利、安全運行，所以要求刀具應具有較好的斷屑和排屑性能。零件上、下表面采用端銑刀加工，根據(jù)側吃刀量選擇端銑刀直徑，使銑刀工作時有合理的切入/切出角；且銑刀直徑應盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文14臺階面及其輪廓采用立銑刀加工，銑刀半徑 r 受輪廓最小曲率半徑限制，取r=6mm孔加工各工步的刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定。 5.2 該零件加工所選刀具見泵蓋零件數(shù)控加工刀具卡片表 1 泵蓋零件數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號數(shù)控工藝分析實例零件名稱泵蓋零件圖

40、號mill-02序號刀具編號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?t01125 端面銑刀1銑工件的上表面2t0212 立銑刀1銑削臺階面及其輪廓3t033 中心鉆1鉆中心孔4t0427 鉆頭1鉆 32h7 底孔5t05內孔鏜刀1粗鏜、半精鏜和精鏜32h7 孔6t0611.8 鉆頭1鉸 12h 孔7t0718x11 锪鉆1锪 18 孔8t0812 鉸刀1鉸 12 孔9t0914 鉆頭1鉆 2xm16 螺紋底孔10t1090 倒角銑刀12xm16 螺孔倒角11t11m16 機用絲錐1攻 2xm16 螺紋孔12t126.8 鉆頭1鉸 6x7 的孔13t1310 x5.5 锪鉆1锪 6x10 孔14t147

41、鉸刀1鉸 6x7 的孔15t155.8 鉆頭鉆 2x6h8 底孔16t166 鉸刀鉸 2x6h8 孔編制審核批準年 月 日共 頁第 頁表 2 數(shù)控加工工序卡工序號產品名稱及代號零件名稱零件圖號材料1數(shù)控加工工藝工序卡齒輪泵蓋a4ht200第 1 次裝夾程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文15o0008平口鉗加工中心刀具切削用量工步號工步內容t 碼規(guī)格輔具主軸轉速/(r/min)進給速度/(mmmin)背吃刀量/mm備注1粗銑底面，留余量 0.5mmt01面銑刀125jt50-m32-105180402自動2精銑底面至尺寸t01面銑刀125jt50-m32

42、-105180250.5自動工序號產品名稱及代號零件名稱零件圖號材料2數(shù)控加工工藝工序卡齒輪泵蓋a4ht200第 2 次裝夾程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間o0008,o0004,o006平口鉗加工中心刀具切削用量工步號工步內容t 碼規(guī)格/mm輔具主軸轉速/(r/min)進給速度/(mmmin)背吃刀量/mm備注3粗銑上端面，留余量 0.5mmt01面銑刀125jt50-m32-105180402自動4精銑上端面至尺寸t01面銑刀125jt50-m32-105180250.5自動5粗銑臺階面及其輪廓t0212 立銑刀jt50-m2-509004046精銑臺階面及其輪廓t0212 立銑刀jt

43、50-m2-50900257鉆所有中心孔3t03中心鉆 3jt50-m2-501000自動8鉆 32h7 底孔至 27t04麻花鉆27jt50-m2-50200自動9粗鏜 32h7底孔至 31.6t0550080自動 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文1610半精鏜32h7 底孔至 31.6t0570070自動11精鏜 32h7孔t0580060自動12鉆 12h7 底孔至 11.8t0611.8jt50-m2-5060060自動13锪 18 孔t0718x11jt50-m2-5015030自動14粗鉸 12t0812jt50-m2-50100400.1自動15精鉸 12t0812jt50

44、-m2-5010040自動16鉆 2xm16 底孔至 14t0914jt50-m2-5045060自動172xm16 底孔孔倒角t1090 倒角銑刀jt50-m2-5030040自動18攻 2xm16 螺紋孔t11m16jt50-m2-5010020019鉆 6x7 底孔至 6.8t126.8jt50-m2-5070070自動20锪 6x10 孔t1310 x5.5jt50-m2-5015030自動21鉸 6x7t147jt50-m2-50100250.1自動22鉆 2x6h8 底孔至 5.8t155.8jt50-m2-5090080自動23鉸 2x6h8 孔t166jt50-m2-50150

45、300.1自動工序號產品名稱及代號零件名稱零件圖號材料3數(shù)控加工工藝工序卡齒輪泵蓋a4ht200第 3 次裝夾程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間o0001，o0002，o0003一面兩銷定位加工中心刀具切削用量工步號工步內容t 碼規(guī)格輔具主軸轉速/(r/min)進給速度/(mmmin)背吃刀量/mm備注 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文1724粗銑外輪廓t01立銑刀12jt50-mw4-85600402自動25精銑外輪廓t01平底刀12jt50-mw4-85600250.5自動26倒角手動設 計(日期)審核(日期)會簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期第六章第六章 數(shù)控程序數(shù)控程序編程

46、與加工編程與加工6.1 數(shù)控程序的相關介紹程序編制主要分為手工編程和自動編程兩類。在此采用手工編程。在手工編程工作中，需要由人工完成的大量工作有：零件圖樣分析，制定工藝方案，畫計算分析圖、列算式并進行數(shù)值計算，填寫加工程序單，手工穿制數(shù)控紙帶及程序校驗等。具體過程如下：1、圖樣分析（參照第二章）2、輔助準備輔助準備就是我們在做這個工件前，我們要把鑄件及時運到，要確定好用什么機床進行加工，用哪些刀具加工，還有這些任務分給誰加工，具體的加工時間等都要我們提前做好的工作。3、加工工藝的制定4、數(shù)值的計算 數(shù)值的計算實際上就是尺寸分析與作圖、選擇計算方法、數(shù)值計算、對誤差的分析與計算等。數(shù)值的計算除了

47、用一些三角函數(shù)、等角轉換、直線差補等一些數(shù)學方法，還有一個簡單而直接的方法就是通過在 cad 圖中直接標注從而獲得坐標尺寸?，F(xiàn)舉例說明如下圖所示，箭頭處圓弧的圓心坐標值及過度圓弧的一些節(jié)點的計算比較煩瑣難以計算其坐標尺寸，在此我們用 cad 中標注出尺寸，那么就省得我們煩瑣的計算。5、填寫加工工藝單在填寫加工工藝單時，我們首先要確定客戶、品名、材質、工序、編號等缺少的輔助資料，但尤其重要的是我們要確定哪些部分需要加工，哪些部分不需要加工，在此我們要確定哪些尺寸是在這一道序里所必須的。一定要做好每一個尺寸，不能遺漏，也不 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文18能多做，因為這就是操作工的指導書

48、，因此填寫正確的加工工藝單很重要。 、6、制備控制介質控制介質必須經過調試和實際切削運行后,才可以使用或保存。通常使用的調試方法是在數(shù)控機床上不安裝工件而讓數(shù)控機床空運行，觀察運動軌跡是否正確。6.2 數(shù)控編程我們利用加工中心 gm-j1890（如圖 4 ）進行手工編程 對零件進行加工圖 4xyz 行程 1800 900 700 工作臺尺寸 2000*900 重量 17000kg 主軸電機功率22kw 8000rpm 機械外圍尺寸 xyz 4800 3600 3800編制程序清單：1.銑面：125 面銑刀o0008g21g0g17g40g49g80g90 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文

49、19g00x0.y0z50.t1m6.；g90g0x308.4y0.s190m3g43h2z50.z10.g1z-2.f400 x308.4f76g0z50.m5g91g28z0.g28x0.y0.n134m302.孔加工工件編程 x、y 原點坐標在齒輪泵蓋中心。操作步驟與加工程序如下。1 鉆中心孔，在手動方式下，用中心鉆 3 鉆深 的中心孔，孔的坐標分別為（0，25） ，（0，-25） ， （-30,0）,(40，0)2 鉆孔 32h7 至 27，在 mdi 方式下，用 27 的鉆頭，主軸轉速為 ，指令為：g98 g83 x-30.y0.z-27 q5 r3 f40 3 粗鏜 32h7 孔至

50、 30在 mdi 方式下，用內孔鏜刀，主軸轉速為 500/min，背吃到量為 1.5mm 指令為 g98 g85 x-30.y0.z-27 q5 r3 f80 4 半精鏜 32h7 孔至 31.6在 mdi 方式下，用內孔鏜刀，主軸轉速為 500/min，背吃刀量為 0.8mm 指令為 g98 g85 x-30.y0.z-27 q5 r3 f70 5 精鏜孔 32h7主軸轉速為 500/min，背吃刀量為 0.2mm 指令為 g98 g87 x-30.y0.z-27 q5 r3 f60 6 鉆孔 12h7 底孔至 11.8，在 mdi 方式下，用 11.8 的鉆頭，主軸轉速為 600r/min

51、，指令為：g98 g83 x40.y0.z-27 q5 r3 f60 7 锪hu 18 孔，在 mdi 方式下，18x11 的鉆頭，主軸轉速為 150r/min，指令為：g99 g82 x40.y0.z-27 q5 r3 f30 p20008 粗鉸 12h7，在 mdi 方式下，12 的鉸刀，背吃刀量為 0.1mm主軸轉速為 100r/min，指令為：g99 g89 x40.y0.z-27 q5 r3f409 精鉸 12h7，在 mdi 方式下，12 的鉸刀主軸轉速為 100r/min，指令為：g99 g89 x40.y0.z-27 q5 r3 f4010 鉆 2xm16 底孔至 14，在 m

52、di 方式下，用 14 的鉆頭，主軸轉速為 450r/min，指令為：g98 g83 x0.y25.z-27 q5 r3 f60 11 攻 2m16 螺紋孔，在 mdi 方式下，用 m16 的機用絲錐，主軸轉速為 450r/min，指令為：g95g90g00x0y0 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文20g99g84x0.y25.z-27 q5 r3 f1.7512 鉆孔 67 底孔至 6.8，在 mdi 方式下，用 6.8 的鉆頭，主軸轉速為 700r/min，其中一個孔指令為：g98 g83 x60y0.z-27 q5 r3 f70 其余五個孔的加工方法同上，對應的坐標有相應的變化。1

53、3 鉆 26h8 底孔至 5.8，在 mdi 方式下，用 5.8 的鉆頭，主軸轉速為 900r/min，其中一個孔指令為：g98g83x-66.252y-16.905.z-27 q5 r3 f70 另外一個孔的加工方法同上，對應的坐標有相應的變化。3. 12 立銑刀精銑輪廓下表面 加工深度到 12.5mmo0003（子程序）g91g01z-12.5;g90g41g01y-50.d01;g01x-30.;g02x-30.y50.r50.;g01x40.;g02x40.y-50.r50.;g01x0.;y-56.;x-30.;g02x-30y56.r56.;g01x40.;g02x40.y-56.

54、r56.;g01x0.;y-62.;x-30.;g02x-30.y62.r62.;g01x40.;g02x40.y-62.r62.;g01x0.;y-68.;x-30.;g02x-15.y68.r68.;g01x40.;g02x40.y-68.r68.;g01x0.;y-74.;g40g0z50;m30;4.用 12 立銑刀粗銑臺階及其輪廓o0004g21g17g49g90g0g80g69 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文21m03s1000t02；g43g00z100.h01g0x0.y0.;z50.;y-65z1.；m98p050005g00z50.m98p010006g00z50.

55、m05;m30；5.12 立銑刀粗銑輪廓下表面 加工深度為 12mmo0001g21g17g49g90g80；m03s1000t02；g43g00z100.h01g0x0.y0.;z50;g00y-65g01z0.;m98p060002g0z50;m98p010003g0z50;m05;m30; o0002（子程序）g91z-2.f400;g90g41g01y-50.d01;g01x-30.;g02x-30.y50.r50.;g01x40.;g02x40.y-50.r50.;g01x0.;y-56.;x-30.;g02x-30y56.r56.;g01x40.;g02x40.y-56.r56.;

56、g01x0.;y-62.;x-30.; 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文22g02x-30.y62.r62.;g01x40.;g02x40.y-62.r62.;g01x0.;y-68.;x-30.;g02x-15.y68.r68.;g01x40.;g02x40.y-68.r68.;g01x0.;y-74.;g40g0z50;m99經過第二次裝夾后銑上表面與下表面同理o0005;（子程序）g91z-2.f400;g90g41g01y-50.d01;g01y-45.;g02x-18.31.y-33.05r20g03x-24.84.y-29.55r6g01y-30.;x-30.;g02x-24

57、.84.y29.55r30;g03x-18.31.y33.05r6g02x19.99y26.39r20.;g03x25.98.y19.38r6.;g01x40.;g02x40y-20r20.;g01x26g03x20.y-25.77r6.;g02x0.y-44.84.r20.;g01y-45.g02x-18.31.y-39.05r20g03x-24.84.y-35.55r6g01y-36.;x-30.;g02x-24.84.y35.55r30;g03x-18.31.y39.05r6g02x19.99y32.39r20.;g03x25.98.y25.38r6.;g01x40.;g02x40y-2

58、6r20.;g01x26g03x20.y-31.77r6.;g02x0.y-50.84.r20.; 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文23g01y-45.g02x-18.31.y-45.05r20g03x-24.84.y-41.55r6g01y-36.;x-30.;g02x-24.84.y41.55r30;g03x-18.31.y45.05r6g02x19.99y39.39r20.;g03x25.98.y31.38r6.;g01x40.;g02x40y-32r20.;g01x26g03x20.y-37.77r6.;g02x0.y-56.84.r20.;g01y-45.g02x-18.31.

59、y-51.05r20g03x-24.84.y-46.55r6g01y-36.;x-30.;g02x-24.84.y47.55r30;g03x-18.31.y51.05r6g02x19.99y45.39r20.;g03x25.98.y37.38r6.;g01x40.;g02x40y-38r20.;g01x26g03x20.y-43.77r6.;g02x0.y-62.84.r20.;g40g0z50;m99用 12 立銑刀精銑臺階及其輪廓。o0006；（子程序）g91z-10.f400;g90g41g01y-50.d01;g01y-45.;g02x-18.31.y-33.05r20g03x-24.

60、84.y-29.55r6g01y-30.;x-30.;g02x-24.84.y29.55r30;g03x-18.31.y33.05r6g02x19.99y26.39r20g03x25.98.y19.38r6.g01x40.;g02x40y-20r20.; 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文24g01x26g03x20.y-25.77r6.;g02x0.y-44.84.r20.;g01y-45.g02x-18.31.y-39.05r20g03x-24.84.y-35.55r6g01y-36.;x-30.;g02x-24.84.y35.55r30;g03x-18.31.y39.05rg02x1