数控加工工艺课程设计说明书Word下载.docx
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2通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。
3通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加工顺序。
4通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。
5锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。
同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。
3.设计要求：
1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。
2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格，所加工面充分暴露出来。
3、所编制的加工程序需进行仿真实验，以验证其正确
4.设计内容
4.1分析零件图纸
零件图如下：
1.该零件为滑台工作台，是一个方块形的零件。
图中加工轮廓数据充分，尺寸清晰，无尺寸封闭等缺陷。
2.其中有多个孔有明确的尺寸公差要求和位置公差要求，而无特殊的表面粗糙度要求，如70+0.1、102+0.1、80+0.1、100+0.1、13.5+0.05、26+0.05.
3.有多个沉头孔有明确尺寸要求。
如
、
。
4.有具体的螺纹孔要求。
5.零件尺寸标准注整，轮廓描述清晰，零件结构合理。
6.零件材料选取：
选用45#钢（热轧），无热处理和硬度要求，材料切削加工性能良好。
7.无特殊热处理要求。
8.本零件为单件生产
综合以上，可以简述为：
加工部位有上下两表面，外轮廓，凹槽，上表面的六个
沉头孔，两个
的沉头孔，六个
螺纹孔，其都有具体的尺寸和位置度要求。
侧面的三个
螺纹孔，有具体位置度要求。
故具体总方案为选一尺寸合适的方钢毛坯，选用45#钢，去除飞边，毛刺，选一个比较平整的大平面（A面）做为粗基准，在普通立式铣床上加工另一大平面（B面）;
然后再以这个平面（B面）作为精基准，对A面进行加工留有余量；
然后在普通卧式铣床再对四个侧面加工至尺寸。
在普通铣床上完成以后，在数控铣床上在A面进行凹槽的加工，拆下再次装夹在B面上进行沉头孔、螺纹孔的加工；
拆下再次装夹，对侧面的三个螺纹孔进行加工。
虽然无特殊表面粗糙度要求，但要保证尺寸精度和位置精度要求。
4.2确定毛坯尺寸
毛坯分为铸件、锻件、型材、焊接件和冷冲压件。
铸件适用于形状较复杂的零件，毛坯；
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的毛坯；
型材有热轧和冷拉两种。
热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯。
冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯；
焊接件是根据需要将型材或钢材等焊接而成的毛坯件；
冷冲压件可以加工接件成品的工件
因为本零件形状不复杂而机械性能要求又不高，故选用型材。
热加工型材尺寸比较大、精度较低，尺寸公差为一般为1mm—2.5mm，表面粗糙度为12.5um---6.3um,适合于各种批量的生产，多用于一般零件的毛坯，适合本零件的使用。
故选用热加工型材。
由零件图可知，选用45#方钢适合。
毛坯是从一大的钢板用气割割下来的。
因为气割和热轧方钢有尺寸的偏差及要留加工余量，毛坯具体尺寸为：
长X宽X高=135mmX135mmX35mm。
气割和热轧方钢尺寸偏差如下表所示：
4.3数控加工工艺分析
本零件从毛坯到成品分为两个阶段，一是在普通机床加工阶段，二是在数控铣床加工阶段。
1.普通铣床加工阶段
毛坯气割下来后，要去毛剌。
选择比较平的一平面（A面）做为粗基准，在立式普通铣床上铣B面，留有足够余量，再以B面作为精基准加工A面，留有余量。
然后再以A、B两个面作为基准，在卧式普通多铣床上加工四个侧面至尺寸。
夹具用通用虎钳和压板可以满足。
普通铣床加工后，毛坯尺寸为：
长X宽X高=125mmX125mmX30mm。
2.数控铣床加工阶段
（1）确定被加工面
台工作台的毛坏为方钢。
其四个侧面已经在普通铣床上加工完成，加工部位集中在A面上凹槽，B面上的沉头孔与螺纹孔及一个侧面上的三个螺纹孔。
因为A面的凹槽要与另外一个零件进行配合，要求较高；
B面的沉头孔与螺纹孔要严格的尺寸精度与位置度要求，要求较高；
侧面的三个螺纹孔也要尺寸精度与位置度的要求，要求也比较高；
从工序集中和便于定位两个方面考虑，选择A面的凹槽，B面上的沉头孔与螺纹孔及一个侧面上的三个螺纹孔都在立式数控铣床上进行加工。
（2）选择立式数控铣床
加工内容：
粗铣A面、精铣A面、粗铣凹槽、精铣凹槽、钻孔、扩孔、锪孔、攻螺纹。
（3）选择加工方法
A面采用粗铣、精铣方案；
A面的凹槽也采用粗铣、精铣方案；
Ф5.5和Ф6.6的孔按钻中心孔——钻孔——扩孔方案；
Ф10和Ф11的孔在Ф5.5和Ф6.6的基础上锪到尺寸即可；
M5和M3的螺纹孔采用钻中心孔——钻底孔——倒角——攻螺纹方案加工。
（4）确定加工顺序
顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。
顺序安排一般应按以下原则进行：
a.工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；
b.行内腔加工，后进行外形加工；
c相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；
d一次装夹进行多道加工工序时，应把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形；
e.先面后孔，先粗后精、先主后次、先内后外、基准先行的原则。
综合考虑以上原则，具体加工顺序为：
粗铣、精铣A面——粗铣、精铣A面的凹槽——钻各光孔和螺纹孔的中心孔——钻、扩、锪、铰Ф5.5和Ф6及Ф10和Ф11孔——M5和M3螺纹孔钻底孔、倒角、和攻螺纹。
（5）机床的选择
在普通机床的加工阶段过程中，用到立式的普通铣床和卧式的普通铣床，一般的机床都够满足本零件的加工要求，故型号不限。
而数控加工阶段，由本零件的加工内容地求和特点，选择XK716数控铣床，铣床的数控系统为FANUC0i系统。
机床具有铣削、镗削、钻孔、攻丝加工能力能够满足零件一次装夹完成钻、扩、铰、镗、铣、玫丝加工。
具体的参数如下表所示：
项目
单位
规格
工作台
工作台尺寸（宽×
长）
mm
590×
1450
T型槽槽宽×
数量×
间距
18×
5×
125
工作台最大承重
kg
1350
行程
工作台行程（X轴）
1270
滑鞍行程（Y轴）
610
主轴箱行程（Z轴）
760
主
轴
主轴锥孔
ISO50
主轴转速
r/min
20～6000
主轴电机功率
kw
11/15
主轴最大扭矩
Nm
95.4
主轴端面至工作台距离
150～910
主轴中心至立柱距离
635
进
给
切削进给速度
mm/min
1～8000
快速移动速度
20000
X/Y/Z轴电机额定功率
Kw
4.0/4.0/7.0
X/Y/Z轴电机额定转矩
N.m
22/22/30
B轴电机额定功率（选配）
3.0
B轴电机额定转矩（选配）
12
冲刷
切屑冲刷泵流量
L/min
120
切屑冲刷泵扬程
m
15
冷却
刀具冷却泵流量
66
刀具冷却泵扬程
精
度
定位精度
±
0.010
重复定位精度
0.005
其
他
机床高度尺寸
2950
机床地基面积
3200×
2650
机床总功率
35
机床总重量
8000kg
4.4夹具的设计
1数控加工对夹具要有两方面要求：
一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；
二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
此外，尚需考虑以下四点：
（1）夹具结构应力求简单。
当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用；
成批生产时考虑采用专用夹具；
（2）零件的装卸要迅速、方便，以缩短机床的停顿时间；
（3）夹具要开敞，其定位、夹紧机构或其它元件不得影响加工中的走刀；
（4）夹具在机床上的安装及工件在夹具上的安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上按程序加工。
综合考虑以上原则，本零件为单件生产，且外形结构简单，故不需要设计专业用夹具，选用通用虎钳也可以满足加工的要求。
2装夹与定位
在普通机床上加工时，利用工作台与压板就可以定位与夹紧；
在数控铣床上，用虎钳为夹具，工件下面垫个垫块，以工作表面，两个侧面作为定位基准，虎钳夹紧，就可以进行加工了（凹槽与孔的加工也都适用）。
加上侧面孔时，以一个侧面，与一个表面，底面作基准定位，夹紧进行加工。
设计零件工艺规程如下表所示：
工序
工序名称
加工内容
加工设备
1
气割
割130X130X30的45#毛坯
气割机
2
钳工
去毛刺
辅助工序
3
铣削
铣削上下两个平面，留有足够余量。
铣四个侧面到尺寸。
普通铣床
4
铣削上表面，铣削凹槽至尺寸
数控铣床
5
钻孔
沉头孔、螺纹底孔的加工
6
锪孔
沉头孔的加工
7
攻螺纹
在螺纹底上攻M5和M3的螺纹
8
4.5选择刀具和切削用量
1平面铣削
（1）平面铣削粗加工和精加工选用同一把刀具。
工件上表面宽度为125mm，面宽比较大，拟选用双向来回Z形切削。
则选用Ф80mm的数控硬质合金可转位面铣刀，选择刀齿数为8。
（2）切削用量的计算——设面铣刀分二次铣削到指定的高度，粗铣切深为4mm，留下1mm的精加工余量。
粗铣时，因面铣刀有8个刀齿，为中等密度铣刀，选
=0.12,则
；
参考
，综合其他因素选用
，则主轴转速为
计算进给速度
精铣时，为保证表面质量，选用
，参考
，综合切深小，进给量小，切削力小的因素，选
，则主轴转速
，计算进给速度
2凹槽的加工
（1）凹槽的粗加工和精加工都用同一把立铣刀。
分析零件可得选用Ф=30mm的三齿立
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