夹具设计与数控编程.docx

1、夹具设计与数控编程目录一、前言3二、设计目的3三、设计要求3四、设计主要步骤41、分析零件图纸，确定总体加工方案5 2、确定毛坯尺寸 5 3、数控加工工艺分析6 4、夹具设计确定走刀路线85、填写工序卡186、建立零件三维模型并编程加工程序20 7、编制的程序上仿真系统实验26五、参考文献31六、总结体会31数控加工工艺课程设计任务书一、前 言数控加工工艺课程设计,是在全部学完数控加工工艺学,数控编程及操作等大部分专业课的基础上进行的一个教学坏节.这是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练.因此,它在四年的大学生生活中占有重要地位。本次课程设计是对具

2、体零件加工工艺的设计及程序的编制,它综合考查了我们对零件的工艺分析能力和数控编程指令的理解,如能独立认真地完成这次设计将对能力的提高和知识的掌握及灵活的运用起到很大的促进作用。二、设计目的： 数控加工工艺课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有：1 通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。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

3、，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。三、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。四、设计主要步骤：零件的作用题目所给的零件是油压马达座（见图1），图1零件三维图如图所示，1、分析零件图纸，确定总体加工方案根据图纸所要求的精度要求来分析，确定自己设计的方案。 油压马达座要加工的部位有两端面，两耳朵面，两端面上的孔，还有镗三个大孔现

4、分述如下： 、两个端面，以及5M16深32的螺纹孔和8M10深20的螺纹孔，精度要求不高，因此加工时以底面四脚作为定位粗基准已经完全达到要求。 、两耳朵上端、以及8-M12深25的螺纹孔和60的孔。、三个大孔。2. 确定毛坯尺寸（毛坯分为方钢、模锻、铸造三种）根据所规定的毛坯方案来具体设计原始毛坯尺寸。、毛坯的材料为灰铸铁QT500-7。考虑到零件结构与外形轮廓复杂，因此，应该选用铸造毛坯。、选择铸造这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。、确定铸造毛坯尺寸，由图纸工艺分析得，该工件精度要求比较高的是中间的装配孔，以及下边的两个60的孔的中心线的平行度，综上所述，选择毛坯类型为铸造毛坯

5、，由于底面四个支撑脚为加工的精基准，为必需加工面，因此必需留有足够多的加工余量，3. 数控加工工艺分析 根据定义的毛坯和机床（机床分卧式和立式两种），确定加工内容。分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求 加工工艺分析油压马达座毛坯为铸件，、加工工序一1、 确定被加工面。 零件加工，以圆柱外圆为粗基准，加工四个底脚面，、选择立式铣床。 加工内容（工步）：铣平面、 、工艺设计 a、选择加工方法。a.因为是作为基准，为提高生产效率，采用一刀铣削。 、加工工序二 、确定被加工面。加工面如图所示，端面A、B、C、D，镗孔1、2、5、钻孔并攻螺纹3、4、6。 、根据零件的定位和方便装夹，所以选择卧式

6、加工中心。 加工内容（工步）：铣平面、粗镗、半精镗、精镗、钻孔、攻螺纹。 、工艺设计 a、选择加工方法 加工A、B、C、D面采用粗铣一次到达尺寸要求。 铣镗中间孔2、孔2是比较复杂的阶梯孔，根据不同的精度和表面粗糙度的要求来确定加工方法。的阶梯采用粗镗半精镗的加工方法；带锥度的阶梯采用粗铣半精铣的加工方法；的阶梯孔采用粗镗半精镗的加工方法； 镗孔1，孔因精度和表面粗糙度要求比较高，采用粗镗半精镗精镗满足加工要求。 粗镗孔5，的孔因孔知道一个3.2的表面粗糙度的要求，故可采用粗镗半精镗的加工方法。 钻孔3、4、6，再攻螺纹。 、确定加工工序 按照先面后孔、先粗后精的加工顺序原则。具体加工顺序为粗

7、铣A、B、C、D面，粗镗、半精镗至尺寸，粗铣锥度阶梯孔、半精铣锥度阶梯孔，粗镗、半精镗孔至尺寸，钻深32、深25、深16的孔，再攻螺纹孔深32、深25、深16。 （3）工序三确定加工面加工完第二道工序后，工作台旋转180加工另一端面E和孔7、8。选择机床为加工方便以及跟上一工序一致并且能够满足加工的要求，采用卧式机床加工，、工艺设计遵照先面后孔的加工原则，粗铣E面，一次加工到达尺寸。粗铣至尺寸、粗镗、半精镗至尺寸；粗镗、半精镗至尺寸。钻孔、攻螺纹空7、8.，4. 夹具的设计每人根据选用的毛坯和机床设计一个不同工步（小组自行分配）的夹具；要求设计该夹具的总装图，并绘制该工序的走刀路线图；、根据参

8、考文献机床夹具设计薛源顺 主编和机床夹具设计 王启平 主编查的机床夹具的作用如下：、缩短辅助时间，提高劳动生产率 夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。 、确保并稳定加工精度，保证产品质量 加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。 、降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度 由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮

9、、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。 、机床的加工范围得到扩大 很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工什，还能装夹不同类的工件，并且有的夹具本身还可在不同类的机床上使用，这些都扩大了机床的加工范围。 、查参考文献根据参考文献机床夹具设计薛源顺 主编和机床夹具设计 王启平 主编查的机床专用夹具的作用如下：专用夹具是针对某一工件的某一加工工序二专门设计和制造的夹具。其最大的特点是结构紧凑、操作方便。采用专用夹具，可获得较高的生产效率和加工精度。由于这类夹具是专门

10、为某一工件的某一工序而专门制造的，产品变更后便无法利用，因而只适用于产品固定的大批量生产。 根据零件设计图纸，要求设计一个专用夹具。 、加工底面基准的夹具 、加工两端面和镗孔用夹具 、根据设计的专用夹具的图纸和装配图分析。 根据每道工序的夹具的图纸和装配图，分析零件的定位和基准的选择。 、工序一的专用夹具的图纸和总装图附后。 根据六点定位原则，工件在空间上有六个自由度，在夹具中用V形块限制了工件Y、Z向自由度，V形块上的 两个支撑钉限制了X向的旋转自由度，V与可调前夹紧装置配合限定了X、Y向的旋转自由度，V形块上了销钉限定了工件X向的移动自由度，所以工件的六个自由度都被约束了，工件在夹具上的位

11、置是确定的。 、绘制该工序的走到路线。 a、四个底脚的平面粗铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为80mm，根据精度要求安排沿Y方向一次进给，进给量为2mm，铣完一个脚之后提刀，快速移动到另一个脚，依次加工。初始平面为Z=60mm，回退平面为Z=100mm。进给走刀路线如图所示。 、工序二的专用夹具的图纸和总装图如图9所示。三维装配图如图（附后+。对夹具的定位和基准选择 根据六点定位原则，工件在空间上有六个自由度，因工件比较大，故采用一面两销，四个销钉限定了工件3个自由度，夹具板平面又限定了工件的3个自由度，在加上压板的压紧，工件在夹具上的位置是确定的，能够满足加工的要求。 、绘制

12、该工序的走到路线。 a、A、B、C、D面粗铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，铣刀进给走刀路线如图所示。 b、锥度台阶孔是已铸孔，采用粗铣半精铣；孔有同轴度要求，且表面粗糙度1.6，故采用粗镗半精镗，孔是已铸孔，没有要求，故不用加工；孔已铸出毛坯孔，精度要求采用粗镗半精镗，R平面为Z=5mm，初始平面为z=60mm，回退平面为Z=100mm。进给走刀线路如图c、所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，下图即为各孔加工工步的进给路线。R平面为Z=5mm，初始平面为Z=60mm，回退平面为Z=100mm。进给走刀路线如图12所示。工序卡三加工路线 a、加工E平

13、面，加工路线与上道工序的加工路线相似。 b、所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，5. 填写工艺卡片 按各人分配到的工序制订的加工工艺填写相应的工艺卡片；工序一 刀具编号产品名称或代号油压马达座零件名称油压马达座零件图号LS-360C-310-00C程序编号O0001工步号1234刀具号T01T01T01T01刀具名称80端面铣刀80端面铣刀80端面铣刀80端面铣刀数控加工工序卡工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速rmin进给速度mmmin被吃刀量1铣第一象限面至尺寸T0180面铣刀3006052铣第二象限面至尺寸T0180面铣刀300603铣

14、第三象限面至尺寸T0180面铣刀300604铣第四象限面至尺寸T0180面铣刀30060工序二数控刀具编号产品名称或代号油压马达座零件名称油压马达座零件图号LS-360C-310-00C程序编号工步号1234567891011刀具号T01T02T03T04T05T06T07T08T9T10T11刀具名称面铣刀80镗刀56镗刀60丝锥M10镗刀240镗刀2420+0.072镗刀236镗刀239.6镗刀2400+0.046镗刀201镗刀205直径805660102402420+0.072236239.62400+0.046201205编制梁华耀审核批准共一页第一页数控加工工序卡工厂数控加工工序卡产

15、品名称或代号零件名称材 料零件图号油压马达座油压马达座QT500-7LS-360C-310-00C工序号夹具名称夹具编号使用设备车间工序一专用夹具XH714工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速rmin进给速度mmmin背吃刀量mm1铣后表面至尺寸T01803006052粗镗60孔至56T02568003003半精镗60孔至尺寸T03609003504攻丝M10T04高速钢丝锥103805405粗镗242腔至240T052402501306半精镗242至尺寸T062420+0.0723001507粗镗240腔至236T072362501308半精镗240腔至239.4T08239.430

16、01509精镗240腔至尺寸T092400+0.04635015010粗镗205腔至201T1020135015011半精镗至尺寸T11205380150编制梁华耀审核批准共一页第一页工序三数控刀具编号产品名称或代号油压马达座零件名称油压马达座零件图号LS-360C-310-00C程序编号O0002工步号123456789101112131415刀具号T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T15刀具名称面铣刀80螺纹铣刀M12镗刀101镗刀104.4镗刀1050+0.035螺纹铣刀M16镗刀286镗刀290+0.056+0.137球头刀30主偏角45度铣刀镗刀196

17、镗刀199.4镗刀2000+0.046镗刀172镗刀175直径80M12101104.41050+0.035M16286290+0.056+0.1373080196199.42000+0.046172175编制梁华耀审核批准共一页第一页数控加工工序卡片工厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号油压马达座油压马达座QT500-7LS-360C-310-00C工序号夹具名称夹具编号使用设备车间工序一专用夹具XH714工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速rmin进给速度mmmin背吃刀量mm1铣正表面至尺寸T01803006052攻丝M12T02M123205303粗镗1050+

18、0.035孔至101T031013801604半精镗1050+0.035孔至104.4T04104.44001905精镗1050+0.035孔至尺寸T051050+0.0354302006攻丝M16T06M162504507粗镗290+0.056+0.137腔至286T072862501208半精镗290+0.056+0.137腔至尺寸T08290+0.056+0.1372801409铣R30腔至尺寸T09309006010铣斜腔至尺寸T10805007011粗镗2000+0.046至196T1119630013012半精镗至199.4T12199.435014013精镗至尺寸T132000+

19、0.04638015014粗镗175腔至172T1417240016015半精镗至尺寸T15175420170编制审核批准共一页第一页 、编写加工程序 、工序一 加工底面4个角O0001N001 G00 G17 G21 G40 G49 G80 M03 S300 ;/初始化N002 G00 X0 Y0 M08;N003 G43 Z100 H01;N004 M98 P1000;N005 G51.1 X0;N006 M98 P1000;N007 G51.1 X0 Y0;N008 M98 P1000;N009 G50.1 X0;N010 M98 P1000;N011 G50.1 Y0;N012 G49

20、 G00 Z100 M05 M09;M30;/第一道工序完成O1000N013 G00 Z5;N014 G01 X193 Y113 F60;N015 X307;N016 Y137;N017 X193;N018 G00 Z5;N019 M99;工序2O0002N001 G00 G17 G21 G40 G49 G80 ;/初始化;N002 G00 X0 Y0 Z100 M08;/先铣端面N003 M03 S300 T1;N023 G00 X250 Y-208.5;N024 Z5;N024 G01 Z-5 F60;N025 G02 X250 Y-208.5 I0 J-71.5 F60;N026 G0

21、0 Z5;N027 X-250 Y-208.5;N028 G01 Z-5 F60;N029 G02 X-250 Y-208.5 I0 J-71.5 F60;N030 G00 Z5;N031 X0 Y138;N032 G01 Z-5 F60;N033 G02 X0 Y138 I0 J-138 F60;N034 G00 Z100;N035 X250 Y0 T2;/开始镗60孔N036 G86 G99 Z-310 R-165 F300 S800;N035 T3N037 G76 G99 Z-310 R-165 F350 S900 Q0.2 P2000;N035 T4N038 G54 G90 G40 G

22、49 G80 G17 M03 S380 F540;/开始攻丝8-M10N039 G43 G00 Z100 H01;N040 M98 P1001;N041 G68 X0 Y0 R45;N042 M98 P1001;N043 G69;N044 G68 X0 Y0 R90;N045 M98 P1001;N046 G69;N047 G49 M09;N048 G68 X0 Y0 R135;N049 M98 P1001;N050 G69;N051 G68 X0 Y0 R180;N052 M98 P1001;N053 G69;N054 G68 X0 Y0 R225;N055 M98 P1001;N056 G

23、69;N057 G68 X0 Y0 R270;N058 M98 P1001;N059 G69;N060 G68 X0 Y0 R315;N061 M98 P1001;N062 G69;N063 G49 G00 Z100;子程序O1001N064 G43 G00 Z100 H06;N065 M08;N066 G99 G84 X135 Y0 Z-25 R5 F540 S380;N067 G00 Z5;N068 GOO Z100;N069 X0 Y0 T5;/准备镗2420+0.072;N070 G86 G99 Z-62.5 R5 F130 S250;N071 T6N072 G76 G99 Z-62.

24、5 R5 F 150 S300 Q0.2 P2000;N073 T7;N074 G86 G99 Z-104.5 R-52.5 F130 S300;N075 T8;N076 G86 G99 Z-104.5 R-52.5 F150 S320;N078 T9N078 G76 G99 Z-104.5 R-52.5 F150 S350 Q0.2 P2000;N079 G00 Z100;N080 X0 Y0;N081 T10N082 G86 G99 Z-134.5 R-94.5 F150 S350;N083 T11N084 G76 G99 Z-134.5 R-94.5 F150 S380 Q0.2 P20

25、00;N085 G40 G49 G80 M09;N086 M05;N087 M30;工序3 转到正面加工G00 X0 Y0 Z100;M03 S300 T0101;G00 X250 Y-208.5;Z5;G01 Z-5 F60 S300 T1;G02 X250 Y-208.5 I0 J-71.5 F60;G00 Z5;X-250 Y-208.5;G01 Z-5 F60;G02 X-250 Y-208.5 I0 J-71.5 F60;G00 Z100;X0 Y160;G01 Z-5 F60;G02 X0 Y175 I0 J-175 F60;G00 Z100;X280 Y0;G01 Z-175 F60;Y54;X220;Y-54;X280;Y0;G00 Z100;X-280;G01 Z-175 F60;Y54;X-220;Y-54;X-280;Y0.G00 Z100 T2;/准备攻丝M12G54 G90 G17 G40 G49 G80 S320 F530;G00 X-250 Y0;G43 Z100 H01;M98 P100