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盘类零件的工艺分析及编程

毕业论文

盘类零件的工艺分析及编程

姓名：

指导教师：

专业：

班级：

2008年3月15日

摘要1

引言2

1典型零件加工分析3

1.1零件结构工艺性分析4

1.2基准的选择5

1.3刀具的选择5

1.4确定工艺路线5

2程序的编制6

结论11

参考文献12

谢辞13

盘类零件的工艺分析及编程

摘要：

本文主要通过在实习工厂所接触到的各类零件的加工的基础上而进行的总结，主要介绍的是盘类零件在机械加工中所应注意的问题，文中所涉及到金属材料的数控加工工艺分析、机床操作、数控编程和加工等机械加工中应用较为广泛的加工方法。

为了能顺利加工出合格的零件，在加工过程中都是按照各种设备的操作规程进行加工操作的，本次加工在路线的制定上也采用了比较合理的方法，结合了铣削、钻削等加工方法按照零件的尺寸要求和精度要求加工出了合格的零件。

关键词：

加工工艺，数控编程，刀具，盘类零件

引言

在加工盘类零件时，为了克服盘类零件的轮廓形状复杂、难于控制尺寸、带特殊螺纹和凹凸等，以至得不到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点。

因此，对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。

在制定零件加工工艺过程中，需要注意的是所要零件的结构特点、精度、等技术要求，选用合理的加工工艺。

在工件的加工过程中，将所学的理论知识和实际操作技能相结合，选用合理的加工基准。

下面将盘类零件的基本加工方法向大家介绍一下。

1.典型零件加工分析

1.1零件结构工艺性分析

零件由两部分组成，零件的加工特点是由平面加工、孔加工、腔槽加工、轮廓加工、型面加工。

同时也有配和加工。

零件1（图1）的结构分析：

（1）4个异型轮廓的尺寸公差为

mm；

（2）未标尺寸公差均为±0.10mm。

件1是主件，主要加工部件上部,平面加工中要保证尺寸（41

）mm，孔加工中有￠36

mm和4-￠16

mm孔，￠36

mm孔是零件的基准孔，4-￠16

mm孔对基准孔￠36

mm对称0.02mm,孔间距为（141.42±0.02）mm，孔的尺寸精度都是比较高的，梅花形外轮廓￠120

mm壁厚1.57

mm，尺寸40

mm对基准对称0.02mm，四方异形搭子除要保证外轮廓尺寸外，还要保证2-164

mm尺寸。

图1零件1

零件2（图2）的结构分析：

（1）四个异形槽轮廓的尺寸公差为

mm

（2）未注尺寸公差均为±0.10mm。

件2是件1的配合件，该件主要保存的尺寸有：

平面加工主要保证厚度尺寸17

mm，孔类加工有￠12

mm和4-￠（16

）mm孔，￠12mm孔是零件的基准孔，4-￠（16

）mm孔对基准孔￠12mm对称0.02mm，孔间距为（141.42±0.02）mm，孔的尺寸精度和位置精度都是比较高的，梅花形内轮廓保证尺寸￠120

mm，四个长方形槽保证尺寸4-（41

）mm和2-（147

）mm对基准孔￠12mm对称0.03mm，4方形槽除要保证外轮廓尺寸外2-（164

）mm且对称于￠12mm基准孔0.02mm。

零件的配合要求：

（1）曲面和4个异型配合的同时，4-￠16H7的圆柱销也同时能插入件1与件2相对应的销孔内。

（2）在旋转90、180、270度时，均能达到上述要求。

图2零件2

1.2基准的选择

机械加工中基准的选择，工件的找正和定位对于工件最终加工质量影响很大。

毛坯最好选择规范，加工部位对外形没有尺寸和形位公差要求，较为简单。

由于是平口钳夹紧，在粗加工外形时，工件容易产生微量移动，为了保证销孔和型面间位置精度，首先进行型面粗精加工，最后精加工销孔。

如果不采用这种做法，型面精度可能保证，但销孔配合可能不好，原因是销孔相对于型面位置精度有误差。

零件加工过程中，各工序定位基准的选择，首先应根据工件定位时要限制的自由度个数来确定定位基面的个数，然后根据基准选择的规律正确地选择每个定位基面。

粗基准应保证各加工表面都有足够的加工余量。

精基准的选择应该便于工件的安装和加工，最好选择加工表面的设计基准为定位基准，即“基准重合”原则，另外尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位，这就是“基准统一”原则。

1.3刀具的选择

选择合适的刀具和加工参数，对于金属切屑加工，能取到事半功倍的效果。

该加工材料45钢，调质硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*180mm,平口钳夹紧，刀柄夹紧形式有侧固，弹簧夹头夹柄，分为强力和普通ER刀柄，￠32机夹立铣刀切屑参数推荐如下：

端铣刀V=150～200/min,单齿轮进给量0.1～0.15mm/r。

￠机夹端铣刀V=150～200m/min单齿进给量0.10mm/r。

，￠12整体合金立铣刀为精加工用刀具，尽量不要用于粗加工。

1.4确定工艺路线

拟订工艺路线时首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。

表面加工方法的和方案的选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。

其次是机械加工工序的安排，安排原则是先加工基准面，划分加工阶段，次要表面穿插在各阶段间进行加工、先粗后精。

根据以上原则零件1和零件2的工艺路线可采用以下方案：

零件1的加工路线

（1）首先用￠32mm的立铣刀粗铣，切深不得超过5mm，薄壁内可粗铣10mm深，注意各凸台之间及各凸台与薄壁之间由于空间的原因只能用￠20mm的立铣刀加工，所以在各凸台铣至相应的深度时，换用￠20mm的立铣刀继续粗加工去量，然后用该刀精加工所有面，半精加工四周凸台的轮廓部分及薄壁的内外面。

在这里除了要合理选择在加工不同刀具的切屑用量，更主要的是能灵活运用数控系统中的旋转功能。

（2）用￠8mm球头铣刀对所有孔点窝。

（3）用￠11的转头钻周边4-￠11mm孔，钻中心￠12mm孔至￠11mm。

（4）用￠20mm的立铣刀扩铣中心￠（36

）mm孔至￠20mm,再用￠32mm的立铣刀扩铣至￠32mm.然后再用￠20mm的立铣刀圆弧插补周铣至￠35.8mm。

（5）用￠12mm的涂层整体合金立铣刀精铣薄壁的内外面，对于该工件的闭合薄壁为了克服加工过成中让刀现象，所以先精铣其外面，然后用该刀精铣四周凸台的轮廓部分；扩中心孔￠12mm孔至尺寸要求；扩铣周边4-（16

）mm深20mm孔至￠15.95mm。

在加工中除了要灵活运用数控系统中的旋转功能外，还要用半径补尝功能来保证2-（141.42±0.02）mm,2-（164

）mm以及2-（40

）mm,3-（91.8

）mm等尺寸。

（6）用￠25mm单刃粗镗刀，精镗中心￠（36

）mm孔至尺寸。

（7）用￠8mm球头铣刀加工四周凸台的R3圆弧倒角；加工中心的球面。

（8）用立铣刀加工出15度的斜面。

（9）用￠（16H7）mm的铰刀周边4-￠（16

）mm深20mm孔至尺寸要求。

零件2的加工路线

（1）首先用￠32mm立铣刀粗铣去量，切深不得超5mm梅花槽及4个长方行槽粗铣至10.5mm深，4个异形槽粗铣至3.5mm深，轮廓方向单边留量0.5mm，换用￠20mm的立铣刀半精加工所有槽及面，槽轮廓方向单边留量0.1mm.在这里同样用数控系统旋转功能。

（2）用￠8mm球头铣刀对所有孔点窝。

（3）用￠12mm的涂层整体合金立铣刀精铣所有槽及面，扩铣中心￠12mm孔至尺寸要求；扩铣周边4-￠（16

）mm孔至￠15.95mm。

在加工除了要灵活运用数控系统的旋转功能外，还要用半径补偿功能来保证2-（141.42±0.02）mm,2-（164

）mm以及2-（41

）mm,2-（147

）mm和2-（91.8

）mm等尺寸。

（4）：

用￠（16H7）mm的铰刀铰周边4-￠（16

）mm孔至尺寸要求。

2.程序编制

零件1的程序

梅花曲线外轮廓

O0421

G54（选择坐标系）

M03S1500G01F500（主轴正转转速1500r/min进给为500mm/min）

G01Z10（Z轴快速定位）

X0Y0（X轴Y轴快速定位）

G42X25.9Y0D01（X和Y向进给,并引入刀具半径补偿）

G02X45.9Y0R10（顺时针圆弧切削,圆弧半径为10）

G03X47.67Y-7.07R15（逆时针圆弧切削,圆弧半径为15）

G02X7.07Y-47.67R30

G03X-7.07R15

G02X-47.67Y-7.07R30

G03X-47.67Y7.07R15

G02X-7.07Y47.67R30

G03X7.07Y47.67R15

G02X47.67Y7.07R30

G03X45.9Y0R15

G02X25.9Y0R10

G01G40X0Y0（取消刀补）

M30（程序结束）

四方槽

O0430

G00G90G54X-100Y30（建立工件坐标系,绝对编程,X轴Y轴定位）

G43H01Z20M03S3000（Z轴快速定位,调用刀具1号长度补偿）

G01Z-10.5F500

G01G42X-100Y20.5D10F310（建立右刀补）

X-81

G02X-74Y13R7.5

G01Y-13

G02X-81Y-20.5R7.5

G01X-100

G00Y-100

X-20.5

G01Y-81

G02X-13Y-74R7.5

G01X13

G02X20.5Y-81R7.5

G01Y-100

G00X100

Y-20.5

G01X81

G02X74Y-13R7.5

G01Y13

G02X81Y20.5R7.5

G01X100

G00Y100

X20.5

G01Y81

G02X13Y74R7.5

G01Y100

G01G40X0（取消刀补）

M30（程序结束）

%

四个角的异形槽

%

O0431

G00G90G54X-110Y50

G43H02Z10M03S3000（Z轴定位,建立2号刀具长度补偿,主轴正转,转速3000r/min）

G01Z-3.5F500

G01G41X-90Y60.634D11F700

X-77.989Y53.7

G03X-59.882Y56.083R15

G01X-56.083Y59.882

G03X-53.7Y77.989R15

G01X-60.634Y90

Y110

G00X110

X40

G01X60.634Y90

X53.7Y77.989

G03X56.083Y59.882R15

G01X59.882Y56.083

G03X77.989Y53.7R15

G01X90Y60.634

G00X110

Y-40

G01X90Y-60.634

X77.989Y-53.7

G03X59.882Y-56.083R15

G01X56.083Y-59.882

G03X53.7Y-77.989R15

G01X60.634Y-90

G00Y-110

X-40

G01X-60.634Y-90

X-53.7Y-77.989

G03X-56.083Y-59.882R15

G01X-59.882Y-56.083

G03X-77.989Y-53.7R15

G01X-90Y-60.634

G01G40X-110

M30

%

零件2加工程序

梅花曲线外轮廓

%

O0422

G00G90G54X70Y10（建立工件坐标系,绝对编程,X轴Y轴定位）

G43H03Z10M03S3000

G01G42X65.9Y0D10F30

G02X45.9Y0R10

G02X47.67Y7.07R15

G03X7.07Y47.67R30

G02X-7.07Y47.67R15

G03X047.67Y7.07R30

G02X-7.07R15

G03X-7.07Y-47.67R30

G02X7.07R15

G03X47.67Y-7.07R30

G02X45.9Y0R15

G02X65.9Y0R10

G01G40Y10

M30

R3mm圆弧倒角R10mm球面宏程序

%

O0704

#1=4（刀具半径）

#2=22.5（圆半径）

#6=5（切深值）

#4=90（起始角度）

G00G90G54X0Y0

Z5

G01Z[-#2-#6]F300

Z0

#4=88

WHILE[#4GE0]D01

#3=[#1+#6]*SIN[#4]-#1（变化的Z值）

#5=#6+#2-[#1+#6]*COS[#4]（变化的圆半径）

G01Z[#3]F300

X#5

G03X#5I-#5

G01X[#2-#1-0.2]F1000

#4=#4-2

END1

#4=#5

WHILE[#4LE#5]D02

#3=[#1+#2]*SIN[#4]-#1-#6

#5=[#2-#1]*COS[#4]

G01Z#3F300

X#5

G03X#5I-#5

G01X0F1000

#4=#4+5

END2

X0

G00Z20

M30

结论

在机械加工中，对轴类零件的加工应用非常的广泛，要加工出一件合格的工件，具备扎实的理论基础、熟练的操作能力和丰富的工作经验是不可缺少的，除此之外，随着科学技术的不断发展，使用新旧结合的加工方法也是有必要的，本文通过对盘类零件的加工，简要的向大家介绍了盘类零件在加工过程中应用的各种加工方法，以及合理的工艺安排，使我在加工过程中了解了各种加工方法在不同的加工过程中的作用，最终能够顺利的达到所加工零件的尺寸要求和精度要求。

使我在机械加工方面又积累了一定的操作经验

参考文献

[1]袭洪浪主编.数控加工工艺学[M].北京：

科学出版社，2005.6

[2]刘力主编.机械制图[M].北京：

高等教育出版社，2004.7

[3]郑红主编.数控加工编程与操作[M].北京：

北京大学出版社，2005.8

[4]李超主编.数控加工实例[M].辽宁：

辽宁科学技术出版社，2005.360

[5]机床杂志社组编.第一届数控技能大赛决赛试题解析与点评[M].北京：

中国科学技术出版社，2005.11

谢辞

我要特别感谢闫瑞涛老师在论文选题以及研究方法上给予的细心指导，闫瑞涛老师的严谨的治学态度、执着的求知求真精神、深厚的理论修养、诲人不倦的育人品格、宽广而博大的胸怀令本人深受感动，使本人受益匪浅，在闫瑞涛老师的帮助下完成了我的毕业论文。

同时，要感激辅导员刘春玲在生活上对我的帮助，此外，感谢曾教我的金东琦老师、宇海英老师、刘欢老师、李运昌老师、胡福志老师等对我学业的帮助和在学习和生活上帮助过我的人，在此给予特别的感谢。

回首本人的求学生涯，父母的支持是本人最大的动力。

父母不仅在经济上承受了巨大的负担，在心里上更有思子之情的煎熬与望子成龙的期待。

每次回到家时父母的欣喜之情，每次离家时父母的依依不舍之眼神，电话和信件中的殷殷期待和思念之语，皆使本人刻苦铭心，目前除了学习成绩尚可外无以为报，希望以后的学习、工作和生活能使父母宽慰。