花边凸台四方型腔铣削加工毕业设计.docx

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花边凸台四方型腔铣削加工毕业设计

江苏省徐州机电工程高等职业学校

毕业论文

姓名：

学号：

系部：

数控技术系

专业：

数控技术与应用

论文题目：

花边凸台四方型腔铣削加工

指导教师：

职称：

年月

江苏徐州机电工程高等职业学校毕业论文

任务书

系部专业年级学生姓名

任务下达日期：

年月日

毕业论文日期：

年月日至年月日

毕业论文题目

毕业论文专题题目：

毕业论文主要内容和要求

花边凸台四方型腔铣削加工

摘要

随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实只是数控技术的竞争。

本次毕业课题设计通过对花瓣凸台四方型腔模型零件进行结构分析，需要对其进行编程、钻孔、铣削等数控加工，能较好地满足了实际精度要求，提高了加工质量和设计效率。

合适的工艺规程可以加工出符合精度要求的合格零件。

依据整体功能确定各部位的结构并进行设计造型。

从结构上分析零件，制定加工所需的工艺规程，从毛坯的确定到设计工艺路线，根据所需选择适当的机床、刀具、相应的夹具、加工程序的编制和零件的检验。

关键词:

零件的分析；工艺；数控加工；数控编程

绪论

数控技术也叫计算机数控技术，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

随着我国制造业的发展，数控加工的需求也在增加，它的总的发展趋势是：

高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺适用性和经济性。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。

目前我国的数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂多变零件的主要加工方法。

该零件就是典型的用数控铣削加工的零件，该模型综合了运用了我所学的专业知识。

巩固和扩展了自己所学的基本理论和专业知识，培养了正确的设计和研究思想，大大提高了自己的动手能力。

对本专业也有了更深刻的认识，更好的做到了实践与理论的统一。

零件图形分析

花边凸台四方型腔模型

图形分析

（1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。

从上图可以看出该零件图的尺寸符

合了这一要求。

（2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。

过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。

上图的精度为IT9级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。

（3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。

因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。

零件材料分析

在满足零件功能的前提下，零件材料应立足国内，应选用较低廉的材料，避免用贵重的紧缺的材料。

同时，零件材料选用不当，也会增加工艺难度。

按照这些要求确定零件应选用较低廉的铝块。

精度分析

该零件最高精度等级为IT9级。

外轮廓四周无尺寸精度要求。

通孔的表面粗糙度为Ra为3.2um，凸台和上、下表面的粗糙度为3.2um，其它表面粗糙度均为Ra6.3um。

但加工时由于装夹不当极容易生产震荡。

如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。

结构分析

从图2-1上可以看出，花瓣凸台圆弧型腔模的加工轮廓主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、钻孔、螺纹。

需要粗、精铣上下平面、外轮廓、凸台、内腔、钻孔及攻螺纹等加工工序。

加工方案的制定

加工方案分析

零件所铣削部分主要是曲线轮廓加工、凸台的加工、台阶孔的加工、螺纹的加工。

在各步加工过程中，要根据零件图形状特征考虑加工中所存在的问题，从而选择更好的解决方法，确保加工的顺利完成、并达到零件的要求。

该零件主要加工方案如下：

（1）零件中凸台的加工：

带圆弧的矩形和花瓣凸台。

对于带圆弧的矩形，由于没有拐角情况，可以采用与圆弧相应直径的刀具完成加工；而对于花瓣凸台，必须考虑圆弧的半径（以便选用相应的刀具），若要一次加工完成，则要使用较大的刀具，但这将影响整个加工速度。

也可以先用较大直径的刀具进行粗铣，在用较小直径的刀具进行残料外形的精铣。

（2）零件中孔的加工：

由于零件中的孔直径为φ10mm和φ6mm,又因为该孔是无毛坯孔的孔加工，应采用锪平端面→打中心孔→钻孔→扩孔→铰孔方案。

（3）零件中螺纹的加工：

螺纹的加工根据孔径的大小，一般情况下，直径在M6～M20mm之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。

直径在M6mm以下的螺纹，在加工中心上完成底孔加工，通过其他手段攻螺纹，直径在M20mm以上

的螺纹，可采用镗刀片镗削加工。

因为该零件的两个螺纹孔的直径为M10mm，所以采用攻螺纹方法。

加工方案制定

根据零件图样，制定以下工艺方案，选取最佳一种，（即加工工时最短，又能保证质量）下面分析两套工艺方案进行比较：

结合零件图分析：

方案一：

铣削3mm夹持面→铣上平面→粗铣外轮廓→精铣外轮廓→粗铣凸台→精铣凸台→粗铣内腔→精铣内腔→钻孔→铣螺纹→翻面铣下平面；

方案二：

铣3mm的夹持面→粗铣外轮廓→粗铣凸台→粗铣内腔→精铣外轮廓→精铣凸台→精铣内腔→铣螺纹→钻孔→翻面铣下平面；

分析：

在方案一中将外轮廓粗精铣放在一个工序中，可以减少换刀的次数，从而提高了加工的效率，减少了加工所用的时间。

因此采用方案一。

根据以上的两种加工方案进行分析：

方案一将粗精加工一起完成，这样可以节省时间和换刀的次数，避免因换刀而引起的长度补偿误差。

而方案二将粗精加工分开进行，增加了换刀次数和加工时间，因换刀而引起的长度补偿误差值增大所以选择方案一加工零件。

刀具与切削液选择

刀具材料的选择

在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削变形和摩擦产生的高温。

要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：

（1）高硬度和耐磨性。

（2）足够的强度和韧性。

（3）良好的耐热性和导热性。

（4）良好的工艺性

切削用量的选择

切削用量是表示机床主运动和进给运动大小的重要参数，包括切削速度、进给量和背吃刀量。

其选择方法是：

先选背吃刀量和侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。

其选择原则是：

粗加工时，一般以提高生产效率为主，同时也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。

同时还应考虑机床的性能，如机床刚性、主轴功率等。

CAXA辅助造型与轨迹生成

三维实体

程序编制

详见附录一

零件加工

加工准备

开机检验机床是否正常，用平口虎钳装夹好零件，进行X、Y、Z三坐标回零。

设定主轴转速，建立正确的工件坐标系，该工件采用试切对刀法。

并检验正确与否。

程序验检

将编制好的程序按正确方法输入数控系统，认真检查是否存在错误并作相应的修改，采用空运转，来检验机床动作及轨迹的正确性，在将机床处于单段运行状态，检验刀具在机床中运行的位置是否正确，当位置确定后释放单段运行状态。

加工零件

自动运行数控系统后，调节转速和进给量，让刀具拥有合适的切削参数，并且注意冷却液及其他辅助功能的正常运行。

产品质量分析

产品在加工后进行了检验，产品在基本尺寸上能够保证。

但还存在以下不足：

从加工过的表面处留下明显的刀痕及在零件的轮廓处出现飞边等，分析结果是由于走刀方法等造成的。

走刀路线应从外向里加工较合适，可以减小阻力，由于进给速度过快，吃刀量较大，这就对得到的精度要求带来影响，表面和孔的粗糙度不能得到很好的保证。

加工零件是采用的是“试切法”对刀，凭的是眼睛去观察实现的对刀，这比采用机器对刀有很大的区别，还有其他对刀方式我们没有更多的了解，这也是误差原因的关键。

总结

通过本次毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性。

这次毕业设计并培养了我综合运用所学的理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化的吸收了所学的基本理论知识和基本操作技能。

同时，还提高了我设计、计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风和工作作风。

但是本次毕业设计也暴露出我的专业基础还有很多不足之处。

比如缺乏综合应用专业知识的能力等。

不过我自信在以后的工作中能够克服这一缺陷并且能够做得更好。

致谢

本次毕业设计的顺利完成，首先要感谢我的指导老师对我的精心指导。

从选题到零件图的设计及其零件的工艺分析到零件加工完成的全过程给予了我耐心的指导和无私的帮助。

。

本次毕业论文使我在学习上和思想上都受益非浅，它大大的提高了我的动手能力.因为我缺少设计经验，在设计说明书中有漏洞也在所难免，敬请各位老师批评指正。

以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。

参考文献

[1]赵长旭、关雄飞．数控加工工艺．西安电子科技大学出版社.2006

[2]张德红.数控铣削加工技术.宜宾职业技术学院.2001

[3]顾京、王振宇.数控加工编程及操作.北京高等教育出版社.2003

[4]吕思科、罗素华.机械制图.北京理工大学出版社.2007

[5]王甫茂、李正峰.机械制造基础.上海交通大学出版社.2005

[6]杨伟群、宋放之.数控工艺培训教程.北京.清华大学出版社.2006

[7]王润孝、秦现生.机床数控原理与系统.西北工业大学出版社.2006

附录一：

（凸台加工程序1.cut,2009.9.17,22:

30:

26.109）

N10G90G54G00Z100.000

N12S950M03

N14X0.000Y0.000Z100.000

N16X44.064Y-44.300

N18Z77.000

N20G01Z27.000F100

N22Z25.000F80

N24Y-45.000

……………

N5888G03X34.410Y-25.121I1.482J-6.226

N5890G02X33.744Y-36.774I-16.911J-4.879

N5892G01X35.263Y-38.076F80

N5894G02X55.000Y-29.000I19.737J-16.924F120

N5896G01Y29.000

N5898G02X29.000Y55.000I-0.000J26.000

N5900G01X-4.789

N5902Z60.000F4000

N5904G00Z100.000

N5906X0.000Y0.000

N5908M05

N5910M30

（内腔加工程序2.cut,2009.9.17,22:

35:

19.125）

N10G90G54G00Z100.000

N12S950M03

N14X0.000Y0.000Z100.000

N16X0.100Y0.100

N18Z77.000

N20G01Z27.000F100

……………

N1628G03X21.000Y-