數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）數(shù)控銑床上加工凹槽零件加工

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1、畢 業(yè) 論 文 題 目 數(shù)控銑床上加工 ——凹槽零件加工 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年 級(jí) 08春 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 指導(dǎo)教師 時(shí) 間 2010年11月 評(píng)定成績

2、 目 錄 內(nèi)容摘要………………………………………………………………………………3 正文……………………………………………………………………………………3 1選擇并確定數(shù)控銑床加工凹槽零件………………………………………………3 1.1 凹槽零件圖樣的工藝性分析……………………………………………………3 1.1．1關(guān)鍵部位加工分析……………………………………………………………4 1.2 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定……………………………………………………………5 2工藝安排……………………………………………………………………………6 2.1工序卡片………………………………………

3、……………………………………6 2.1切削參數(shù) …………………………………………………………………………7 2.2工藝卡片 …………………………………………………………………………7 3凹槽零件的加工路線 ………………………………………………………………8 4編寫加工程序 ……………………………………………………………………11 5誤差分析……………………………………………………………………………14 6進(jìn)行加工……………………………………………………………………………15 7加工結(jié)束后，清理機(jī)床……………………………………………………………15 8結(jié)論……………………………

4、……………………………………………………15 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………16 凹槽零件的加工 摘要：數(shù)控加工中心具有高精度、高柔性、高效率等特點(diǎn)，尤其適合加工具有復(fù)雜曲線和曲面輪廓的零件。因此選用BV75立式加工中心進(jìn)行凹槽零件加工。本文主要是針對(duì)我在練習(xí)中對(duì)一件難度適中的凹槽零件圖紙進(jìn)行分析及加工的論述。在圖紙分析中首先要考慮工件的加工難點(diǎn)和精確度，如凹槽輪廓，直徑12H7孔的加工精度要求很高，加工較困難，因此要合理選用刀具，量具，切削參數(shù)后才能進(jìn)行工藝安

5、排，經(jīng)過核對(duì)無誤后再進(jìn)行加工。 關(guān)鍵詞：工藝安排 凹槽類零件 切削用量 正文： 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的技術(shù)手段。專家們預(yù)言“二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)是競爭的時(shí)代，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭”。所以我們作為數(shù)控行業(yè)的一份子要努力的提高自身的專業(yè)水平，不斷的鍛煉，成為一個(gè)全方面發(fā)展的技術(shù)人才。 1．選擇并確定數(shù)控銑床加工凹槽零件 在選擇加工凸輪的設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的曲線輪廓加工優(yōu)勢。選擇數(shù)控銑床的主要依據(jù)如下： BV75立式加工中心采用專業(yè)化廠家提供的數(shù)控系統(tǒng)，各直線運(yùn)動(dòng)軸、主軸及追加旋轉(zhuǎn)軸均采用伺服電

6、機(jī)驅(qū)動(dòng)，三軸或四軸聯(lián)動(dòng)，可進(jìn)行各種銑削、鏜孔、鉆鉸孔、剛性攻絲等一般機(jī)械加工，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化精確定位，通過運(yùn)動(dòng)軸插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)旋切大螺紋、多種曲面加工，且同一臺(tái)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)工件一次裝夾過程中多種工序的粗、精加工。同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)中配備了多種典型循環(huán)程序供加工過程中編程選用。機(jī)床工作過程中的切削加工、冷卻液提供、刀具交換等均由預(yù)編制程序控制，且換刀過程中自動(dòng)實(shí)施主軸中心吹氣，保持刀柄及主軸錐孔清潔。機(jī)床切削過程中產(chǎn)生的切屑根據(jù)配置不同或者由沖刷系統(tǒng)及排屑器等定向排送到集屑小車，或者人工清理。 1.1 凹槽零件圖樣的工藝性分析 需要加工的凹槽零件如圖所示，毛坯材料為45鋼，大小分為120mm10

7、025mm。且底面和四個(gè)輪廓面均已加工好。 1.1．1關(guān)鍵部位加工分析 1）從圖中的技術(shù)要求可以看出，單邊3mm的薄壁為內(nèi)外輪廓加工。為了保證配合精度，內(nèi)輪廓尺寸直徑mm和mm的誤差分別控制在+0.04～+0.01mm和-0.05～-0.07mm. 2）mm加工的關(guān)鍵要在鏜孔前合理的預(yù)留余量. 3）加工的關(guān)鍵要在鉸孔前合理預(yù)留余量. 4）尺寸14mm,尺寸30mm,尺寸28 mm,尺寸16 mm,尺寸32 mm,尺寸51 mm,尺寸11 mm等和位置精度。 技術(shù)要求1銳角倒鈍約0.2mm，2表面不得磕碰劃傷，3未注公差按IT14標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行.4其余表面粗糙度為Ra3.2um

8、根據(jù)關(guān)鍵部位加工分析需要在加工前準(zhǔn)備刀具，量具如下: 直徑80mm的端銑刀，直徑20mm的立銑刀，直徑24mm鏜孔刀，直徑10mm立銑刀,直徑6mm立銑刀，直徑3mm中心鉆，直徑6mm麻花鉆，直徑11.8mm麻花鉆,直徑12mm鉸刀，游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)，百分表等工具。 1.2 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定 為編程方便以工件中心為0點(diǎn)。安裝百分表使用手搖脈沖發(fā)生器移動(dòng)到X軸負(fù)方向過工件左側(cè)，Z軸向負(fù)方向移動(dòng)到一定距離。慢慢的向工件左側(cè)移動(dòng)使表針頂?shù)焦ぜ?，在移?dòng)Y軸找到工件的最高點(diǎn)表盤清零。按操作面板上POS建中的工件坐標(biāo)系“操作”“起源”“全軸”。此時(shí)工件坐標(biāo)所有軸為X0,Y0,Z0。Z軸向

9、上移動(dòng)到工件上表面后向X軸正方向移動(dòng)，與以上同樣的方法對(duì)工件的右側(cè)找到工件的最高點(diǎn)。根據(jù)表座移動(dòng)方向除以二得知X軸的中心。Z軸向正放向移動(dòng)到工件上，在移動(dòng)到計(jì)算的值知的X軸坐標(biāo)。在G54坐標(biāo)系中，按測量機(jī)床自動(dòng)測量當(dāng)前的坐標(biāo)值。以同樣的方法對(duì)Y軸。Z軸只需測量工件表面的最低點(diǎn)即可。操作完成對(duì)機(jī)床進(jìn)行回零操作。 根據(jù)數(shù)控銑削加工凹槽的特點(diǎn)，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝性分析時(shí)，應(yīng)主要考慮以下一些問題。 （1） 平面凸輪零件圖樣尺寸的分析 　　 根據(jù)凹槽圖紙尺寸分析，首先確定凹槽曲線輪廓各點(diǎn)間的相互關(guān)系（相切、相交），確認(rèn)無引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，零件在用同一把銑刀、同

10、一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值編程加工時(shí)，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，在很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)，這時(shí)應(yīng)兼顧各處尺寸公差，根據(jù)公差改變凹槽輪廓的加工控制尺寸，使編程后各加工控制尺寸符合圖紙要求。 （2） 加工時(shí)需要注意順銑和逆銑對(duì)加工的影響 　　 在銑削加工平面凸輪中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf方向相反，順銑時(shí)切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf的方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數(shù)控銑床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，

11、順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。但如果平面凸輪毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時(shí)采用逆銑較為合理。 1.3切削用量選擇 確定主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度時(shí)，先查表確定切削速度和進(jìn)給量，然后根據(jù)刀具直徑分別按公式。 確定主軸轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）時(shí)，通常在機(jī)床說明書允許的范圍內(nèi)，查閱切削用量手冊并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選取切削速度Vc，然后根據(jù)選定Vc（單位為m/min）和刀具直徑d（單位為mm）來計(jì)算： 確定進(jìn)給速度Vf(單位為mm/m

12、in)時(shí)，查閱切削用量手冊并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選取沒齒進(jìn)給量fz(單位為mm/z)，然后結(jié)合齒數(shù)Z及主軸轉(zhuǎn)速n計(jì)算： 如粗銑上表面時(shí)，查切削用量手冊，硬質(zhì)合金銑刀加工45號(hào)鋼時(shí)的切削速度為100~200m/min，每齒進(jìn)給量fz為0.1mm/齒，取Vc=200m/min,銑刀直徑為125mm： 主軸轉(zhuǎn)速 n=500r/min； 進(jìn)給速度 Vf =300mm/z 又如鉸孔f16H7時(shí)，查切削用量手冊，高速鋼鉸刀（直徑為10~16 mm）加工45號(hào)鋼時(shí)的切削速度為2~6m/min，進(jìn)給量為0.5~1mm/r，取Vc=4m/min, 進(jìn)給量f =0.4 mm/r，鉸刀直徑為

13、16 mm： 主軸轉(zhuǎn)速 n=100R/min； 進(jìn)給速度 Vf =40mm/z 2.工藝安排 2.1工序卡片 產(chǎn)品名稱及代號(hào) 零件名稱 零件1 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具編號(hào) 刀具名稱/規(guī)格 數(shù)量 加工內(nèi)容 刀具半徑 刀具材料 1 T01 可轉(zhuǎn)位立銑刀/直徑80mm 1 銑大平面 40mm 硬質(zhì)合金 2 T02 可轉(zhuǎn)位立銑刀/直徑20mm 1 銑直徑26mm的孔、薄壁 10mm 硬質(zhì)合金 3 T03 鏜孔刀/直徑24mm 1 鏜直徑26mm的孔 硬質(zhì)合金 4 T04 整體合金銑刀/10mm

14、 1 粗銑凸臺(tái)、薄壁、凹槽 5mm 硬質(zhì)合金 5 T05 整體合金銑刀/10mm 1 精銑凸臺(tái)、薄壁、凹槽 5mm 硬質(zhì)合金 6 T06 中心鉆/A3 1 孔定心 7 T07 麻花鉆/直徑6mm 1 鉆直徑6mm孔 3mm 8 T08 麻花鉆/直徑11.8mm 1 擴(kuò)直徑11.8mm孔 5.9mm 9 T09 鉸刀/直徑12mmH7 1 鉸直徑12mm孔 6mm 10 T10 整體合金銑刀/直徑6mm 1 銑側(cè)面腰槽 3mm 硬質(zhì)合金 2.1切削參數(shù) 刀具名稱 S F 加工內(nèi)

15、容 立銑刀/直徑80mm 430 180 銑大平面 立銑刀/直徑20mm 545 150 銑直徑26mm的孔、薄壁 鏜孔刀/直徑24mm 鏜直徑26mm的孔 整體合金銑刀/10mm 509 110 粗銑凸臺(tái)、薄壁、凹槽 整體合金銑刀/10mm 980 180 精銑凸臺(tái)、薄壁、凹槽 中心鉆/A3 1100 50 孔定心 麻花鉆/直徑6mm 660 65 鉆直徑6mm孔 麻花鉆/直徑11.8mm 780 55 擴(kuò)直徑11.8mm孔 鉸刀/直徑12mmH7 120 55 鉸直徑12mm孔 整體合金銑刀/直徑6mm 150

16、0 150 精銑銑側(cè)面腰槽 2.2工藝卡片 數(shù)控加工工藝卡片 零件代號(hào) 零件名稱 1-3 零件1 材料名稱 45鋼 材料狀態(tài) 調(diào)質(zhì) 毛坯尺寸 12010025 備注 工序 工種 工序內(nèi)容 刀具 程序名稱 1 檢驗(yàn) 1檢查零件毛坯 2安裝并校正平口鉗 3準(zhǔn)備加工用刀具與量具 4對(duì)刀并設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn) 2 銑底面 保證：留0.2mm的余量 T1 3 粗銑直徑26mm的孔 保證：留0.2mm的余量 T2 4 粗銑外輪廓 保證：留0.2mm的余量 T2 5 鏜直徑26m

17、m的孔 保證mm T3 6 精銑外輪廓 保證，mm T5 7 銑頂面 保證厚度 24mm，Ra3.2 T1 8 粗銑薄壁外輪廓 保證：留0.2mm的余量 T4 9 粗銑薄壁內(nèi)輪廓 保證：留0.2mm的余量 T4 10 粗銑圓弧凸臺(tái) 保證：留0.2mm的余量 T4 11 粗銑四方凹槽 保證：留0.2mm的余量 T4 12 粗銑腰形槽 保證：留0.2mm的余量 T4 13 銑殘留部分 用手動(dòng)方式去除局部殘料 T4 14 銑圓弧凸臺(tái)高度 保證：高度3mm T5 15 精銑薄壁外輪廓

18、 保證：mm T5 16 精銑薄壁內(nèi)輪廓 保證：mm T5 17 精銑圓弧凸臺(tái) 保證：直徑32,51,6mm尺寸 T5 18 精銑四方凹槽 保證:28,16,17mm尺寸 T5 19 精銑腰形槽 保證：槽寬11mm槽深9mm T5 20 鉆中心孔 保證：780.05mm，980.05mm T6 21 鉆孔 保證：780.05mm，980.05mm T7 22 擴(kuò)孔 保證：780.05mm，980.05mm T8 23 鉸孔 保證：780.05mm，980.05mm T9 24 去毛刺

19、去毛刺，倒棱銳邊R0.2mm擦凈工件 3．凹槽零件的加工路線 切削加工時(shí)，加工順序的安排直接影響到零件的加工質(zhì)量、精度等，通常按下列原則安排順序： （1） 基面先行原則 （2） 先粗后精原則 （3） 先主后次原則 1銑削薄壁外輪廓 2銑削薄壁內(nèi)輪廓 3銑削腰形槽 4銑削圓弧凸臺(tái) 5銑削四方凹槽 6銑削直徑26的孔 7鉆孔 4編寫的主要參考加工程序 以工件中心為對(duì)刀中心點(diǎn) 加工程序編制如下： O1001 用直徑20mm的刀具粗加工直徑26mm的孔 G17G40G49G80G90 M08 M06T

20、02 M3S1200 G00X0Y0 Z100 Z10 G01Z0F30 G64G41D01G01X13Y0F100 G03I-13F450 G40G01X0Y0 G00Z100 Y100 M09M05 M30 O1002 用直徑20mm、直徑10的刀具粗精銑外輪廓 G17G40G49G54G80G90 M08 M06T02 M03S1200 G00S-80Y-60 Z100 Z10 G01Z0F30 G64G41D01G1X-59Y-55F100 Y49F450 X59 Y-49 X-65 G40G01X-80Y-60 G

21、00Z100 Y100 M09M05 M30 O1003 用鏜刀加工直徑26mm的孔 G17G40G49G54G80G90 M08 M06T03 M03S1500 G00X0Y0 Z100 Z5 G01Z-25F50 Z5 G00Z100 Y100 M09M05 M30 O1004 用直徑20mm、直徑10mm刀具粗精銑薄壁外輪廓 G17G40G49G54G80G90 M08 M06T02 M03S1500 G00X0Y-80 Z100 Z10 G01Z0F30 G64G41D1G01X0Y-50F100 G02

22、X0Y-50I0J50F450 G40G01X0Y-80 G00Z100 Y100 M09M05 M30 01005 用直徑10mm刀具粗、精加工薄壁內(nèi)輪廓 G17G49G40G49G90 M08 M06T04 M03S2500 G00X-34Y17 Z100 Z10 G01Z0F30 G64G41D01G01X-38.884Y7F100 X-34F400 G02Y-7R7 G01X-38.884 G03X-44.575Y-14.902R6 G03Y14.902R-47 G03X-38.884Y7R6 G01X-34 G40G01X-34

23、Y17 G00Z100 Y100 M09M05 M30 5．誤差分析 在數(shù)控加工的整個(gè)過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生以下幾種誤差： ①加工原理誤差 加工原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)方式或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差，因在加工原理上存在誤差，故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許范圍內(nèi)，這種加工方式仍是可行的。 ②機(jī)床的幾何誤差 機(jī)床的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損，都直接影響工件的加工精度。其中主要是機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)和機(jī)床傳動(dòng)鏈的誤差。 ③刀具的制造誤差及磨損 刀具的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損，都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中，切削刃、刀面

24、與工件、切屑產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，使刀具磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定值時(shí)，工件的表面粗糙度值增大，切屑顏色和形狀發(fā)生變化，并伴有振動(dòng)。刀具磨損將直接影響切削生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本。 ④補(bǔ)償原始誤差 誤差補(bǔ)償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時(shí)人為的誤差就取正值，反之，取負(fù)值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。 尋找坐標(biāo)原點(diǎn)過程中，由于使用的設(shè)備的精度不同，會(huì)帶來不同的誤差。解決辦法：使用精度高的儀器，如：千分表、尋邊器等等。 6．進(jìn)行加工 程序

25、模擬：自動(dòng)運(yùn)行，機(jī)床鎖，空運(yùn)行。選擇好后。按循環(huán)啟動(dòng)。開始執(zhí)行所編輯的程序，通過程序模擬來驗(yàn)證程序的正確性以及在加工中出現(xiàn)過切的現(xiàn)象。只有多次進(jìn)行程序模擬來修正程序使它符合加工條件的軌跡，以免加工中出現(xiàn)意外導(dǎo)致生產(chǎn)加工受損。 裝夾工件，工件在普通的平口虎鉗上，即可限制它的自由度，所以在不用設(shè)計(jì)特型夾具的情況下進(jìn)行加工。 在裝夾過程中，要看工件在墊鐵上是否能露出足夠的余量，以防止程序運(yùn)行中，對(duì)夾具造成破壞。 墊鐵在工件下，要進(jìn)行敲砸，為的是利用精密墊鐵的平行度以保證工件的平行度，在敲砸后，試著晃動(dòng)墊鐵，看是否晃動(dòng)，如果有間隙的話，墊鐵就會(huì)移動(dòng)，說明墊鐵沒有砸實(shí)或工件不平，再不考慮工件不平的

26、因素情況下，對(duì)工件毛坯的四個(gè)角進(jìn)行敲砸，直至墊鐵不動(dòng)為止。 加工操作時(shí)不得擅自離開機(jī)床。右手需放在操作面板上，以免出現(xiàn)事故時(shí)造成重大損失。 常用量具的正確使用，一般用游標(biāo)卡尺（三用）規(guī)格型號(hào)0~150.測量粗加工的尺寸。內(nèi)徑千分尺25～50的規(guī)格。測量的26的孔等。 7加工結(jié)束后，清理機(jī)床 卸下零件，用銼把工件上的毛刺銼掉，并保證不劃傷工件表面。進(jìn)行最后的測量，尺寸精度達(dá)到圖紙要求后。再進(jìn)行機(jī)床清理。 8結(jié)論 通過對(duì)凹槽零件的加工，使我明白只有合理的制定其加工工藝過程，選擇合適的加工刀具及切削參數(shù)，經(jīng)過獨(dú)立的分析、計(jì)算及改善加工過程，才能準(zhǔn)確的編制其加工凹槽零件的數(shù)控程

27、序，避免可能產(chǎn)生的各種誤差，使用BV75數(shù)控加工中心加工出的凹槽零件，符合圖紙尺寸要求，精確度較高。它即提高了產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 對(duì)我掌握數(shù)控技術(shù)及獨(dú)立完成加工的技能有很大的幫助，并且使我更加喜歡數(shù)控技術(shù)專業(yè)這一行。同時(shí)也使我看到了自己的不足，今后在學(xué)習(xí)和實(shí)際操作中我要認(rèn)真學(xué)習(xí)，仔細(xì)觀察，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高自己的專業(yè)技能水平，做一個(gè)德、智、體全面發(fā)展的好學(xué)生。 參考文獻(xiàn)： 1．陳宏鈞 《機(jī)械加工技師綜合手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 2．徐國權(quán) 《數(shù)控銑工技師技能訓(xùn)練》 中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 3．張超英 《 數(shù)控編程技術(shù)》 中央廣播電視大學(xué)出版 4．宗志堅(jiān) 《CAD/CAM技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 5．華茂發(fā) 《數(shù)控機(jī)床加工工藝》 機(jī)械工業(yè)出版社