課程設(shè)計(jì)---箱蓋與凸件和凹件的配合

1、<p>　　數(shù)控機(jī)床與編程課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：箱蓋與凸件和凹件的配合</p><p>　　成 績： </p><p>　　班 級(jí)：09級(jí)機(jī)械三班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)日期2012年6月18日至2012年6月24日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　封 面2</b></p><p><b>

3、;　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.零件圖分析</b></p><p>　　2.零件總體工藝分析4</p><p><b>　　2.1 選毛培4</b></p><p

4、>　　2.2 加工工藝路線4</p><p>　　3.零件加工工藝過程卡4</p><p>　　4.確定數(shù)控加工內(nèi)容4</p><p>　　5.正面銑削數(shù)控加工設(shè)計(jì)4</p><p>　　5.1 制定工序2的加工步驟4</p><p>　　5.2 確定裝夾方案4</p><p>

5、;　　5.3確定數(shù)控銑床4</p><p>　　5.4 確定數(shù)控銑削刀具4</p><p>　　5.5編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定4</p><p>　　5.6 確定切削用量4</p><p>　　5.7 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理4</p><p>　　5.8 程序編制及說明4</p><p>

6、;　　6.背面銑削數(shù)控加工設(shè)計(jì)4</p><p>　　6.1 制定工序3的加工步驟4</p><p>　　6.2 確定裝夾方案4</p><p>　　6.3 確定數(shù)控銑削刀具4</p><p>　　6.4編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定4</p><p>　　6.5 確定切削用量4</p><p>

7、;　　6.6 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理4</p><p>　　6.7 程序編制及說明4</p><p>　　7.程序輸入及機(jī)床操作4</p><p>　　7.1 程序輸入及調(diào)試4</p><p>　　7.2 程序校驗(yàn)4</p><p>　　7.3 機(jī)床操作4</p><p><

8、b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1、數(shù)控加工編程任務(wù)書；</p><

9、p>　　2、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片和數(shù)控刀具明細(xì)表；</p><p>　　3、夾具方案圖和刀具進(jìn)給路線圖；</p><p>　　4、根據(jù)零件平面圖建立零件三維模型；</p><p>　　5、至少編制一個(gè)工步的加工程序；</p><p>　　6、編寫設(shè)計(jì)說明書 （不少于20頁）</p><p><b&

10、gt;　　緒 論</b></p><p>　　數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)控機(jī)床有效能的前提條件。本設(shè)計(jì)正是從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在結(jié)合數(shù)控加工切削基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識(shí)上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。</p><

11、p>　　本次數(shù)控加工工藝的課程設(shè)計(jì)，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和夾具。用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單；用自動(dòng)編程軟件或手工編程。通過數(shù)控仿真軟件對(duì)程序和刀具走刀路徑進(jìn)行模擬仿真。用UG來畫出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時(shí)還對(duì)工藝卡片進(jìn)行制作。在本次工藝中，粗加工時(shí)，要以提高生產(chǎn)效率，但同時(shí)應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性和加工成本，對(duì)于半精加工和精加工，應(yīng)首先保證加工質(zhì)量，同時(shí)兼顧切削效

12、率，經(jīng)濟(jì)和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時(shí)間內(nèi)加工出精度較高的工件和設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)墓に嚳ā?lt;/p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)由我們組兩名成員共同編寫，在編定過程中參閱了很多有關(guān)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、教材和網(wǎng)上資料等資料與文獻(xiàn)，并得到指導(dǎo)老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由于時(shí)間倉促，編者水平有限,調(diào)查研究不夠深，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)少,本設(shè)計(jì)中難免仍有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤,我們懇切希望老師批評(píng)指正。</p><p>

13、;<b>　　零件圖分析</b></p><p>　　如圖所示為零件簡圖。該零件的材料45鋼，中小批生產(chǎn)，無熱處理工藝等其他要求。</p><p>　　需加工平面和孔，依靠銑床即可完成。</p><p><b>　　零件總體工藝分析</b></p><p><b>　　2.1選毛培<

14、/b></p><p>　　毛坯分為鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件，毛坯；鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡單的毛坯；型材有熱軋和冷扎兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯。冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯；焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼材等焊接而成的毛坯件；冷沖壓件可以加工接近成品的工件。該零件的材料為S136-SUP（HRC52-54），S136是鏡面防銹模具鋼，具良好拋旋

15、光性能(鏡面加工)和良好的耐磨性和韌性，高溫下具良好塑性，因其含鉻量高(13.6%)故其抗腐蝕性極佳。因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用S136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。</p><p>　　零件其形狀為長方體，剛性好，可以直接按零件尺寸再加1-2mm切割毛胚。</p><p>　　長方體毛培，尺寸為104*154*29mm&

16、lt;/p><p>　　本課程設(shè)計(jì)零件屬于數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)，主要包含平面、圓形孔和曲面。具體分析如下：因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用S136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。由圖紙可知，零件的外形尺寸為100*150*25mm，毛坯的總體尺寸比較小，考慮到一定的加工余量，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇厚度為28mm的鋼板，長寬方向比成品大1～2mm即可，采用機(jī)械切割下料。&l

17、t;/p><p><b>　　加工工藝路線</b></p><p>　　下料-銑削表面-鉆孔-檢驗(yàn)-入庫</p><p>　　3.零件加工工藝過程卡</p><p>　　4.確定數(shù)控加工內(nèi)容</p><p>　　該零件的工藝過程卡中，工序2加工平面。加工平面包括平面、曲面、凹槽和凸壇</p>

18、;<p>　　工序3加工孔。加工通孔時(shí)由于孔比較深，需要用鉆孔循環(huán)進(jìn)行加工，以保證加工質(zhì)量。</p><p>　　因此將工序2和工序3確定在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工，并且分別進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析和設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序。</p><p>　　5.正面數(shù)控加工設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 指定工序2的加工步驟</p><p>　　銑平面—

19、銑凹槽—鉆孔—鏜孔</p><p>　　5.2 確定裝夾方案</p><p>　　傳統(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對(duì)刀等四種功能，而數(shù)控機(jī)床上由程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對(duì)刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機(jī)床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡單。</p><p>　　通過對(duì)零件

20、圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足條件。</p><p>　　5.3 確定數(shù)控銑床</p><p>　　FANUC 0i MATE-TX</p><p>　　5.4 確定數(shù)控銑削刀具</p><p>　　共需要三把刀，1號(hào)刀為φ10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號(hào)刀為φ12mm麻花鉆，3號(hào)刀為擴(kuò)孔刀。</p><p>　　

21、5.5 編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)點(diǎn)</p><p>　　1)選擇中間孔中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)</p><p>　　2）深孔1坐標(biāo)點(diǎn)為（35，65）深孔2為（35，-65）</p><p>　　3）換刀點(diǎn)設(shè)在（20，0,0）</p><p><b>　　5.6確定切削用量</b></p><p>　　選擇銑削用量

22、的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量 (端銑)或側(cè)吃刀量 (圓周銑)，其次是確定進(jìn)給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時(shí)切削力大，用高速鋼銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量 ，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量的提高主要受到刀齒強(qiáng)度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時(shí)，進(jìn)給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量 和進(jìn)給量 選定后，在保證銑刀耐用度以及機(jī)床動(dòng)力和剛度允

23、許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度 ，其推薦值可查相關(guān)表格或通過銑刀耐用度公式來計(jì)算確定。</p><p>　　鉆、擴(kuò)、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。</p><p>　　確定切削用量相關(guān)公式有：V=nπD/(1000×60) (m/s)</p><p>　　式中 V ----切削速度， ；</p>

24、<p>　　D----刀具直徑，mm；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速， 。</p><p><b>　　Vf=n?fz?z</b></p><p>　　式中 Vf----進(jìn)給速度， ；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速， ；</p><p>　　z----銑刀齒數(shù)。

25、</p><p>　　每分鐘進(jìn)給量為250mm/min </p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min </p><p>　　每分鐘進(jìn)給量為210mm/min </p><p>　　擴(kuò)孔轉(zhuǎn)速為S=600r/min,擴(kuò)孔進(jìn)給速度為0.1mm/r</p><p>　　5.7 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)

26、處理</p><p><b>　　基點(diǎn)坐標(biāo)值見表 </b></p><p><b>　　基點(diǎn)坐標(biāo)值</b></p><p>　　5.8 程序編制及說明</p><p>　　6.背面數(shù)控加工設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 制訂工序3的加工步驟</p><p

27、>　　銑平面—銑凸臺(tái)—銑槽-銑圓弧—鉆孔</p><p>　　6.2 確定裝夾方案</p><p>　　傳統(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對(duì)刀等四種功能，而數(shù)控機(jī)床上由程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對(duì)刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機(jī)床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡單。</p>&l

28、t;p>　　通過對(duì)零件圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足條件。</p><p>　　6.3 確定數(shù)控銑削刀具</p><p>　　共需要三把刀，1號(hào)刀為φ10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號(hào)刀為φ12mm麻花鉆，3號(hào)刀為擴(kuò)孔刀。</p><p>　　6.4 編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)點(diǎn)</p><p>　　1）坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件幾何中心位置</

29、p><p>　　2）換刀點(diǎn)設(shè)在（20，0,0）</p><p>　　3）深孔坐標(biāo)分別為（35，65）和（-35，-65）</p><p><b>　　6.5確定切削用量</b></p><p>　　選擇銑削用量的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量 (端銑)或側(cè)吃刀量 (圓周銑)，其次是確定進(jìn)給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削

30、速度。粗銑時(shí)切削力大，用高速鋼銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量 ，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量的提高主要受到刀齒強(qiáng)度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時(shí)，進(jìn)給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量 和進(jìn)給量 選定后，在保證銑刀耐用度以及機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度 ，其推薦值可查相關(guān)表格或通過銑刀耐用度公式來計(jì)算確定。</p>

31、<p>　　鉆、擴(kuò)、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。</p><p>　　確定切削用量相關(guān)公式有：V=nπD/(1000×60) (m/s)</p><p>　　式中 V----切削速度， ；</p><p>　　D----刀具直徑，mm；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速，

32、</p><p><b>　　Vf=n?fz?z</b></p><p>　　式中 Vf----進(jìn)給速度， ；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速， ；</p><p>　　z----銑刀齒數(shù)。</p><p>　　每分鐘進(jìn)給量為250mm/min </p><p>

33、　　主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min </p><p>　　每分鐘進(jìn)給量為210mm/min </p><p>　　擴(kuò)孔轉(zhuǎn)速為S=600r/min,擴(kuò)孔進(jìn)給速度為0.1mm/r</p><p>　　6.6 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理</p><p><b>　　基點(diǎn)坐標(biāo)值</b></p>&

34、lt;p>　　6.7程序編制及說明</p><p><b>　　數(shù)控加工程序單</b></p><p>　　7.程序輸入及機(jī)床操作 </p><p>　　7.1 程序輸入及調(diào)試 </p><p>　　輸入程序后必須進(jìn)行程序調(diào)試。所謂程序調(diào)試，是將編制的程序在投入實(shí)際運(yùn)行前，用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測(cè)試，修正錯(cuò)誤的

35、過程。可利用機(jī)床的程序預(yù)演功能以拾刀運(yùn)行程序方式進(jìn)行，還可對(duì)每個(gè)子程序進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。 在程序測(cè)試過程中，可根據(jù)實(shí)際情況修調(diào)進(jìn)給倍率開關(guān)，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置動(dòng)作以及機(jī)床的報(bào)警等來檢查程序是否正確。 </p><p><b>　　7.2 程序校驗(yàn) </b></p><p>　　7.2.1 數(shù)控加工仿真 程序輸入仿真系統(tǒng)，對(duì)刀加工。利用軌跡仿真判斷撞到順序是否正確，是否

36、存在過切，是否在走到路線，拾刀下刀，切入切出等處出錯(cuò)誤。 </p><p>　　7.2.2 機(jī)床的程序預(yù)演功能 程序輸入完以后，把機(jī)械主軸運(yùn)動(dòng)以及 MST 等輔助功能鎖定，以自動(dòng)循環(huán)模式讓數(shù)控銑床靜態(tài)下執(zhí)行程序。 </p><p>　　7.2.3 拾刀空運(yùn)行程序 在自動(dòng)模式下運(yùn)行程序，通過圖形顯示的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和坐標(biāo)數(shù)據(jù)等判斷走刀路線是否最短，加工過程是否撞刀，換刀等輔助動(dòng)作是否尊在不合理

37、，以及程序的加工方向是否正確等。</p><p>　　7.2.4 首件試切 對(duì)刀加工，首件試切。通過首件試加工，檢測(cè)該程序所切零件尺寸精度，表面粗糙度，倒角倒圓，形位公差等是否滿足圖樣要求，即主要檢查加工參數(shù)的正確與否，通過實(shí)際加工工件質(zhì)量狀態(tài)對(duì)照修改程序。 </p><p>　　7.3 機(jī)床操作 數(shù)控機(jī)床是多種多樣的，所使用的數(shù)控系統(tǒng)更是種類繁多。要正確使用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床并充分發(fā)揮其功能，

38、必須首先了解操作手冊(cè)有關(guān)規(guī)定。盡面熟練操作使用該設(shè)備。 </p><p><b>　　7.3.1 回零 </b></p><p>　　機(jī)床返回參考點(diǎn)后，控制系統(tǒng)與機(jī)床同步，并建立機(jī)床坐標(biāo)系。接下來就要安裝工作，工件在工作臺(tái)上的安裝位置是任意的，因此在工件正確安裝后都要進(jìn)行對(duì)刀操作。 </p><p><b>　　7.3.2 對(duì)刀 &l

39、t;/b></p><p>　　對(duì)刀的目的就是尋找工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置又是通過工件上某一特定點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置來反映，對(duì)到點(diǎn)應(yīng)選擇在工件的端面上回轉(zhuǎn)中心處。 </p><p>　　7.3.3 設(shè)置加工參數(shù) </p><p>　　按加工需要將準(zhǔn)備好的加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整。</p><p><b&g

40、t;　　設(shè)計(jì)總結(jié) </b></p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)有了更深一層的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)的協(xié)同合作力量的強(qiáng)大。在完成這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，明白了自己所學(xué)的僅僅局限于課本，學(xué)習(xí)技能并不是一蹴而就得。通過對(duì)課題的分析道最終的作業(yè)完成。這是我再其中收獲了許多。繪圖，編程，也從中培養(yǎng)了自己的獨(dú)立能力。雖然在此過程中遇到了很多的難查資料和問題，但通過老師