双面型腔件的造型工艺及编程毕业论文.docx

双面型腔件的造型工艺及编程毕业论文.docx

《双面型腔件的造型工艺及编程毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双面型腔件的造型工艺及编程毕业论文.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

双面型腔件的造型工艺及编程毕业论文

双面型腔件的造型、工艺及编程毕业论文

摘要1

引言1

1双面型腔件分析与加工工艺规程2

1.1计算零件的生产纲领、确定生产类型2

1.2双面型腔件的工艺分析4

1.2.1零件图分析5

1.2.2数控加工容的选择5

1.2.3零件结构的工艺性5

1.2.4重要部位加工精度分析6

1.3零件材料与毛坯6

1.3.1零件材料的选择6

1.3.2毛坯种类的确定6

1.4定位基准的选择6

2.双面型腔件加工工艺处理7

2.1数控加工工艺路线的设计7

2.1.1工序顺序的安排7

2.1.2加工方法的选择7

2.2工件的安装及夹具的选择9

2.3刀具材料与量具的选择9

2.4加工余量9

2.4.1粗铣基准A10

2.4.2粗铣圆台12

2.4.3钻2-ø10通孔14

2.5切削液16

3.工艺规程编制16

3.1过程卡片17

4零件的数控加工编程21

4.1UG三维造型21

4.2编制数控加工程序24

4.3实体加工27

4.4后处理程序28

总结28

参考文献29

致谢29

双面型腔件的造型、工艺及编程

摘要

本次毕业设计通过利用AutoCAD软件、UG软件、机械设计相关资料和所学的专业知识等对双面型腔件进行二维图绘制、三维造型、工艺分析与制定及数控加工编程，再利用XK5032对其进行加工以检验工艺制定的合理性。

结果达到了预计的效果，即使用XK5032可完成对双面型腔件的加工，且工艺制定也比较合理。

这次的目的在于熟练掌握学过的绘图软件、专业知识以及了解XK5032的性能。

关键词:

AutoCAD软件、UG软件、工艺设计、造型、编程、加工、精度

引言

数字控制机床（NumericalControlMachineTools）简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。

它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

目前数控机床正在高速发展，它对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

数控机床按着种类可分为：

数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床等，本次毕业设计工作的主要研究对象是数控铣床，因为铣床的应用十分广泛，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件、螺旋形表面及各种成形和非成形曲面。

为了更好地了解和熟练掌握数控铣床的性能，我选择的课题是双面型腔件的造型、工艺及编程。

之所以选择这双面型腔这个零件是因为其结构复杂，精度和表面粗糙度要求很高，对重新学习和掌握相关知识有很大的帮助。

而本次毕业设计的重点是对双面型腔件的工艺性分析及制定，主要容包括读图和审图、基准的制定、加工路线的划分以及机床、刀具、夹具、量具、切削参数的选择，这些是保证能否加工出合格产品的重要指标。

所以选择这个课题的意义在于：

一是熟练掌握AutoCAD软件、UG软件的操作方法，二是加强专业理论知识的学习，三是把所学的知识系统地联系起来，培养综合运用能力。

1双面型腔件分析与加工工艺规程

机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和方法的工艺文件之一，一般包括以下容：

工件加工的工艺路线、各工序的具体容及所用的设备和工艺装备、切削用量和时间规定等。

1.1计算零件的生产纲领、确定生产类型

各种机械产品的结构、技术要求等差异很大，但它们的制造工艺存在着很多共同的特征。

这些共同的特征取决于工厂的生产类型，而工厂的生产类型又有工厂的生产纲领决定。

一、计算生产纲领

生产纲领是指工厂在计划期应当生产的产品产量和进度计划。

计划期通常定为一年，所以生产纲领也称为年产量。

零件的生产纲领还包括一定的备品和废品的数量，可按下式计算：

N=Qn（1+a）（1+b）

式中N——零件的年产量（件/年）；

Q——产品的年产量（台/年）；

n——每台产品中，该零件的数量（件/台）；

a——备品的百分率；

b——废品的百分率。

本双面型腔件产品年产量400台，每台生产1件，备品率10%，机械加工废品率大约2%，由以上可计算出零件的生产纲领为：

N=Qn（1+a）（1+b+

=400×1×（1+10%）（1+2%）

=448件/年

二、确定生产类型

生产类型是指工厂（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。

一般分为单件生产、大量生产、成批生产三种类型。

表2.1是不同类型的产品生产类型与生产纲领的关系。

表2.1生产纲领与生产类型的关系

生产类型

零件的年生产纲领/件

重型零件（>100kg）

中型零件（10～100kg）

轻型零件（<10kg）

单件生产

<5

<10

<100

小批生产

5～100

10～200

100～500

中批生产

100～300

200～500

500～5000

大批生产

300～1000

500～5000

5000～50000

大量生产

>1000

>5000

>50000

该零件的年产量为448件，其质量为2.64kg，根据表3.1，可以确定其生产类型为小批生产。

图1.1双面型腔件的平面图

1.2双面型腔件的工艺分析

在数控铣削加上中，对零件图的工艺分析的主要包括零件图样分析、结构工艺性分析、选择数控铣削的加工容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。

目的在于，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。

1.2.1零件图分析

双面型腔件的平面图如图2.1所示，在图中我们可以看到：

（1）该零件图表达完整、清晰，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求齐全、明确。

（2）该零件4-ø8.5圆孔和30x50型腔表面粗糙度为Ra6.3um，ø30、ø20、凸台、上表面和底面表面粗糙度为Ra1.6um，其余为Ra3.2um。

参数合理，利于加工。

（3）该零件的定位基准为底面，必须先满足该面的精度。

（4）该零件选用的材料为45钢，价格低廉，切削性能好，能够保证零件件的各方面要求。

零件的技术要求有未注尺寸公差为IT13。

加工要素有平面、凸台、型腔和孔类加工。

主要加上容包括上下平面、凸台、外型腔及孔类加工。

1.2.2数控加工容的选择

一般对于数控机床要加工的零件，并非其全部加工容都采用数控加工，对于双面型腔件零件来说，加工容主要是平面、凸台、型腔和孔类等的加工，如果采用普通机床，像型腔、凸台等难加工且质量难以保证，如果采用普通基础加工效率很低，工人手工操作劳动强度大。

现在有数控机床加工的能力，故其加工容将全部采用数控机床加工。

1.2.3零件结构的工艺性

零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。

良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。

因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。

双面型腔件各部位的结构工艺性基本上符合数控加工的特点例如：

使用Ø12mm立铣刀能加工六个面、凸台、Ø20圆；30x50型腔圆角半径为10、腔底圆角半径为5。

所以该零件的加工的各工艺性能良好，耗工不大。

1.2.4重要部位加工精度分析

该零件结构虽然看似复杂，但是却易于加工。

根据图纸上的标注，该零件的尺寸精度（尺寸精度:

限制加工表面与其基准间的尺寸误差不超过一定的围）在IT7～13之间；位置精度（位置精度:

限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴度、位置度等）是要保证ø20、ø30与基准B的同轴度，凸台底面与基准A的平行度。

1.3零件材料与毛坯

1.3.1零件材料的选择

材料选择首先应符合使用性能，既保证零件能安全、有效地正常工作，并满足使用寿命要求。

使用性能是指零件在使用状态下应具备的力学性能、化学性能、物理性能等。

在选材时应根据零件的工作条件，确定主要性能，兼顾其他性能要求；其次工艺性能要好；最后要考虑经济性。

总体来看，该零件的力学性能要求较高，所以选择在机械制造行业中应用最广泛的45钢作为双面型腔件的加工材料。

45钢属于中碳钢，是优质碳素钢的一种，它既能满足零件的使用性能和工艺性能，而且经济性也符合要求。

1.3.2毛坯种类的确定

毛坯种类的确定应考虑零件的形状、尺寸、性能、批量及经济性等。

毛坯的种类很多，通常有铸件、锻件、型材、焊接件四种。

金属锻压能改善金属部组织，提高金属的力学性能。

而自由锻所用工具简单，通用性好，成本低，结合双面型腔件这一零件形状简单，属于小批量生产故采用自由锻件。

1.4定位基准的选择

在加工的第一道工序中，只能用毛坯上未加工过的表面作为定位基准，称为粗基准。

该零件的表面全部都需要加工，加工该零件的上平面、凸台、孔、型腔、圆时以基准A为定位基准，加工底面、型腔时，以上平面为定位基准。

该零件既遵循了“基准重合”原则（为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计为其定位基准。

这一原则称为基准重合原则），“基准统一”原则（当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，这就是“基准统一”原则），又遵循了“互为基准”原则（为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则）。

2.双面型腔件加工工艺处理

2.1数控加工工艺路线的设计

2.1.1工序顺序的安排

在数控机床上加工零件，工序应比较集中，在一次装夹中应尽可能完成大部分工序，所以经综合考虑后决定采用工序集中的原则；为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，所以采用按所用刀具划分工序；切削加工工序的安排采用基准先行原则；热处理工序的安排方法去应力退火。

2.1.2加工方法的选择

机械零件的结构形状是多种多样的，选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。

⑴平面加工方法的选择

平面的主要加工方法有铣削、车削、刨削、磨削等，精度要求高的还要经过研磨或刮削加工。

对于双面型腔件来说，平面粗糙度要求最高的为Ra1.6，所以选择粗铣-精铣这一加工方法就能达到要求。

⑵、外轮廓加工方法的选择

轮廓加工方法有数控铣、线切割及磨削等。

此零件轮廓中六边形凸台的表面粗糙度最高为Ra1.6，所以可以采用与平面加工相同的方法。

⑶孔表面加工方法的选择

孔表面加工方法有钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、及磨孔等。

此零件中2-ø10、4-ø8.6孔表面采用钻-铰这一加工方法，其他孔表面均采用铣加工的方法。

综上所述，可以制定出双面型腔件的加工工艺方案，如表2.3所示。

表2.3双面型腔件的工艺方案

锻

1锻造成形

020

热

1去应力退火

030

铣

1粗铣上平面，留余量0.3mm

2调面，粗铣底面，留余量0.3mm

3精铣底面至尺寸要求

040

铣

1调面，粗铣100×28两端面，留余量0.5mm

2精铣100×28两端面至尺寸要求

3调面，粗铣120×28两端面，留余量0.5mm

4精铣120×28两端面至尺寸要求

050

铣

1粗铣2-30×50mm型腔，留余量0.5mm

2粗铣十字型腔，留余量0.