基于Mastercam的內(nèi)圓錐面套筒數(shù)控加工工藝設(shè)計及編程仿真.zip

基于Mastercam的內(nèi)圓錐面套筒數(shù)控加工工藝設(shè)計及編程仿真.zip,基于,Mastercam,圓錐,套筒,數(shù)控,加工,工藝,設(shè)計,編程,仿真 任務(wù)書 題目名稱 內(nèi)圓錐面套筒的數(shù)控加工工藝設(shè)計 學(xué)生姓名 準(zhǔn)考證號 題目來源 □教師科研 R社會實踐 □實驗室建設(shè) □其它 題 目 類 型 □理論研究 □應(yīng)用研究 R設(shè)計開發(fā) □其它 選題背景及目的 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反映國民經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。而數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代化加工設(shè)備的基礎(chǔ)，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技術(shù)的支撐。發(fā)展先進制造技術(shù)必須以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)它綜合了計算機、自動控制、電機、電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造等學(xué)科領(lǐng)域最新成果而形成的一門綜合科學(xué)技術(shù)。對制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化、智能化生產(chǎn)起到舉足輕重的作用。按給定零部件圖及條件和要求，完成零部件的數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計，使學(xué)生能融會貫通掌握所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，提高學(xué)生的動手能力，達(dá)到活學(xué)活用，做一個合格的應(yīng)用型工程師。 工作任務(wù)及要求 工作任務(wù)： 1）繪制毛坯圖；2）分析加工工藝；3）確定定位基準(zhǔn)；4）制訂工藝方案；5）選擇加工設(shè)備；6）確定加工刀具；7）確定加工工時；8） 采用CAM軟件設(shè)計數(shù)控加工程序；（9） 編寫大于1萬字的設(shè)計說明書。 工作要求： 工藝過程卡、工序卡片、設(shè)計說明書等。帶零件圖+毛坯圖。 時間安排 1. 開題報告: 20XX 年 4 月 20 日 至 20XX 年7月 31 日。 2. 完成初稿：20XX 年 9 月 1 日 至 20XX 年 9 月 30日。 3．答 辯：20XX 年 11 月 16 日 至 20XX 年11月 30日。 以上內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫 指導(dǎo)教師 簽 字 教師姓名： 20XX年4月 25 日 助學(xué)點 審核 審核意見： 組長簽字： 年 月 日 學(xué)生接受任務(wù)簽字 接受任務(wù)時間：20XX年4 月 20 日 學(xué)生簽名： 內(nèi)圓錐面套筒加工工藝 摘 要 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。 多年來，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)很多新的技術(shù)。許多技術(shù)的出現(xiàn)推動著數(shù)控設(shè)備的發(fā)展。數(shù)控機床的產(chǎn)生，不僅僅使得各種復(fù)雜零件的加工變得方便，而且它的加工精度很高，效率好。使得工人的工作強度大大降低。本次設(shè)計任務(wù)是數(shù)控加工與程序設(shè)計，使用CAD制圖軟件將零件的二維圖形畫出來。接著對零件結(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)要求進行分析。設(shè)計加工零件的數(shù)控工藝方案，選擇毛坯、刀具、機床，以及合理的切削參數(shù)等。選擇出最佳的加工工藝方案，然后對零件的數(shù)控加工程序進行編制，進行仿真加工確定工藝路線和程序的正確性，完成本次設(shè)計。 關(guān)鍵詞：工藝分析；刀具；切削用量； 目 錄 摘 要 2 緒論 1 1 概述 1 1.1 問題的提出及意義 1 1.1.1 問題的提出 1 1.1.2本設(shè)計的意義 1 1.2 畢業(yè)設(shè)計的目的和內(nèi)容 2 1.2.1 畢業(yè)設(shè)計的目的 2 1.2.2 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容 2 2零件分析 3 2.1零件圖 3 2.2 零件的結(jié)構(gòu)特點工藝分析 3 2.3零件尺寸精度分析 3 2.4確定毛坯 4 3 零件加工設(shè)備的選擇 5 3.1設(shè)備的系統(tǒng)選用 5 3.2設(shè)備的概況 5 3.3設(shè)備功能 6 3.4數(shù)控機床系統(tǒng)特點 6 4專用夾具道具的說明和圖 7 4.1外圓夾具的選擇 7 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 7 4.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 8 4.2.2精基準(zhǔn)的選擇 8 5 零件加工刀具的選用 9 6 切削參數(shù)設(shè)定 10 6.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 10 6.2進給量的確定 11 6.3背吃刀量的確定 12 6.4數(shù)控加工工藝卡片擬訂 12 7 零件加工方案確定 13 7.1 工序工步的劃分 13 7.3選擇加工方法 13 7.4加工順序安排 13 7.5工藝路線的分析與制定 14 8 零件的仿真加工 15 9 加工質(zhì)量檢測 28 9.1加工質(zhì)量檢測 28 9.2 改善方法 28 設(shè)計小結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻 31 緒論 數(shù)控加工是機械制造中的先進的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與剛?cè)嵝蕴攸c的自動加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動化是先進制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計算機、自動技術(shù)、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控技術(shù)不斷的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)很快會普極中國工業(yè)基地，成為工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，數(shù)控技術(shù)的成熟也是當(dāng)代科技發(fā)展的標(biāo)志，所以數(shù)控技術(shù)也是國家經(jīng)濟的體現(xiàn) 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機床的前提條件，從數(shù)控加工的實用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。 畢業(yè)設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們對大學(xué)幾年所學(xué)課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識，獨立解決專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計思想和工作作風(fēng)。因此，它在我們幾年的大學(xué)生生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析能力和實踐能力。 由于零件的工藝設(shè)計過程可以是多種多樣的，工藝人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生產(chǎn)任務(wù)條件出發(fā)，制定一個切合實際的最優(yōu)工藝設(shè)計過程，制定機械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計劃規(guī)定的速度，可靠地加工符合圖紙要求的零件。在制定工藝過程時，應(yīng)該要注意技術(shù)的先進性、經(jīng)濟的合理性及勞動條件的良好性。這次的畢業(yè)設(shè)計就是這樣一個制定機械加工工藝規(guī)程的過程，由于能力所限，設(shè)計肯定會有許多不足的地方，懇請各位老師給予指教。 28 1 概述 1.1 問題的提出及意義 1.1.1 問題的提出 大學(xué)幾年的生活一眨眼就過去了，然而這幾年我們學(xué)到了很多專業(yè)的知識，但如果不能靈活運用也等于是紙上談兵。所以我們也將迎接的最后一次考驗和競爭就是畢業(yè)設(shè)計。 這次畢業(yè)設(shè)計中，我的設(shè)計題目是：內(nèi)圓錐面套筒加工工藝編制與程序設(shè)計。 由于設(shè)計的需要，我仔細(xì)研究了零件圖，但在設(shè)計過程中，因自己經(jīng)驗不足，遇到了很多問題自己不能解，讓我明白了自己還是有很多方面存在欠缺，因此通過自己的查閱資料以及老師的指導(dǎo)下我可以慢慢的解決問題。遇到問題并不可怕，應(yīng)當(dāng)冷靜沉著的去面對。畢業(yè)設(shè)計不僅僅只是一篇論文或者是一張圖紙。它是可以看的出來你在大學(xué)幾年所得到的收獲。因此我一步步的按照老師的要求去完成任務(wù)，也鍛煉了我刻苦踏實和做任何事情都得認(rèn)真，一絲不茍的工作作風(fēng)，同時我也相信這次畢業(yè)設(shè)計一定會為今后從事工作打下了良好的基礎(chǔ)。 1.1.2本設(shè)計的意義 隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機床的出現(xiàn)實現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費者的目的，即實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時推動了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機械工藝是國民經(jīng)濟各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國民經(jīng)濟各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟效益，在很大程度上取決于機械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競爭能力。本文通過對內(nèi)圓錐面套筒零件數(shù)控加工工藝的分析，對零件進行編程加工，給出了對于內(nèi)圓錐面套筒零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對于提高制造質(zhì)量、實際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 畢業(yè)設(shè)計的目的和內(nèi)容 1.2.1 畢業(yè)設(shè)計的目的 通過這次設(shè)計可以使我們學(xué)會對相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識進行綜合運用，同時對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識，從而達(dá)到鞏固、擴大、深化所學(xué)知識的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 1.2.2 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容 本文主要講述內(nèi)圓錐面套筒的加工工藝，對零件圖的工藝性分析、加工刀具的選擇。先在車床上對零件進行仿真，然后在銑床上進行加工。車床上用到外圓車刀車外圓、內(nèi)孔刀鏜內(nèi)孔；銑床上用R2mm銑刀挖槽加工，用?4mm銑刀銑槽，最后導(dǎo)出程序。 主要任務(wù) （1）繪制零件二維圖及三維圖； （2）分析零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等； （3）對零件進行工藝分析； （4）制定合理的加工方案； （5）零件的三維圖及仿真加工。 2零件分析 2.1零件圖 如圖2.1所示為件二維圖（圖中有不清晰之處請參見附圖）。零件材料為45鋼，單件生產(chǎn)，試運用所學(xué)知識確定零件的數(shù)控加工工藝及程序的編制。 圖2.1 零件二維圖 2.2 零件的結(jié)構(gòu)特點工藝分析 該零件由圓弧曲線、槽等組成。其中尺寸精度和表面粗糙度如圖所示。零件材料為45#鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度250-300HBS。該形狀比較復(fù)雜，但是工序簡單，表面質(zhì)量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。為了保證加工精度和表面質(zhì)量，根據(jù)毛胚形狀和尺寸，分析采用反復(fù)定位（一次粗定位，一次精定位）裝夾加工完成，按照基準(zhǔn)面先主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工.。 2.3零件尺寸精度分析 從圖中分析得知，該零件的技術(shù)要求主要如下： （1）外輪廓部分 外形輪廓為內(nèi)圓錐面套筒的形狀輪廓的精度等級為IT7級，表面粗糙度為Ra0.2um。外形輪廓主要為圓，可以在數(shù)控車床上加工實現(xiàn)。 （2）孔 內(nèi)孔?24、?28.5和內(nèi)錐孔的孔精度等級為IT7級，表面粗糙度為Ra1.6um；通孔需要進行鉆→擴孔→鏜孔。 （3）槽 內(nèi)圓錐面套筒的主要部分為內(nèi)部的圓弧凹槽，因為主要部分所以要求精度高一些，表面粗糙度按Ra1.6um用數(shù)銑加工實現(xiàn)。 2.4確定毛坯 毛坯是用來加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。 該零件為軸類零件，根據(jù)其零件的結(jié)構(gòu)特性，確定該零件的毛坯類型為棒料，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為?50×250mm。 3 零件加工設(shè)備的選擇 3.1設(shè)備的系統(tǒng)選用 當(dāng)工件表面的加工方法確定之后，機床的種類也就基本上確定了。但是，每一類機床都有不同的形式，其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動化程度都各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能外，從加工工藝的角度分析，選用的數(shù)控機床功能還必須適應(yīng)被加工零件的形狀、尺寸精度和生產(chǎn)節(jié)拍等要求。 依據(jù)上述各選擇原則，我們選用的機床如下圖 3.2設(shè)備的概況 圖3.1 CAK4140型數(shù)控車床 圖3.2 VDL-1000型數(shù)控銑床（配四軸） 3.3設(shè)備功能 數(shù)控設(shè)備是先進制造的基礎(chǔ)與核心，自從20世紀(jì)中時，數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，它給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造等先進制造技術(shù)都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)，建立數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)，促使機械加工業(yè)跨入一個新的歷史發(fā)展階段，從而給國民經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)帶來了巨大的變化。 3.4數(shù)控機床系統(tǒng)特點 高轉(zhuǎn)速、高精度床頭箱，高速鋰基潤滑脂潤滑，主軸溫升較低，床頭箱內(nèi)部傳動件采取體外循環(huán)潤滑油潤滑，散熱效果較好； 高剛性單主軸床頭，變頻主軸電機，可實現(xiàn)恒線速切削； 高精密軸承與絲杠，三爪機械盤卡，立式四工位電動刀架；自動潤滑裝置，機械尾座； 可選配液壓三爪卡盤、液壓尾座、六工位電動刀架 4專用夾具道具的說明和圖 4.1外圓夾具的選擇 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其裝夾方式可直接采用三爪卡盤進行裝夾，由于零件至少需要進行兩次裝夾方能完成，在第二次裝夾時為保證加工面不被夾傷，需要墊上銅皮或者采用軟爪進行裝夾。 如圖4.1三爪卡盤 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 為了保證定位精度，采用三爪自定心的卡盤，尋找工件的軸線，將工件的右端面作為粗加工的定位基準(zhǔn)。這樣，它不僅符合統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)的一致性原則，而且有利于提高生產(chǎn)率。請參閱定位基準(zhǔn)。 圖4.2定位基準(zhǔn)簡圖 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 因此，定位基面的選擇應(yīng)該在保證加工精度的前提下使定位簡單準(zhǔn)確，加緊可靠，加工方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 4.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 選擇毛坯上下表面中任意一面以及毛坯的外輪廓其中一對邊為粗基準(zhǔn)。 4.2.2精基準(zhǔn)的選擇 精加工時以以底面及車削后的外輪廓為精基準(zhǔn)定位。 5 零件加工刀具的選用 加工本零件選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，以減少加工成品和提高加工效率。刀具的選擇也是數(shù)控加工中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加 工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。如下是對該零件刀具的選擇。 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點、加工余量、尺寸精度及表面粗糙度等技術(shù)要求，確定該零件的刀具如表5-1所示。 表5-1 數(shù)控加工刀具卡片 序號 刀具編號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm 1 T01 外圓車刀 1 車外圓 2 T02 鉆頭?16 1 鉆?16孔 3 T03 內(nèi)孔鏜刀 1 鏜內(nèi)孔 4 T04 球頭刀R1.5 1 挖槽 5 T05 立銑刀?4 1 挖槽 6 切削參數(shù)設(shè)定 切削用量：“三要素”是指刀具在切削過程中的運動參數(shù)。 “三要素”是指：切削速度，進給量，背吃刀量。 選擇切削用量時考慮的因素： （1）切削加工生產(chǎn)率 在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。 （2）刀具壽命 切削用量三要素對刀具壽命影響的大小，按順序為v、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進給量；最后求出切削速度。 （3）加工表面粗糙度 精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。 在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。 綜上所述，該零件的銑削用量請查看數(shù)控加工工序卡。 6.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 切削學(xué)速度除了計算和查表選取外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式n=來進行計算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） 車外輪廓 （1）粗車左端外輪廓留0.5mm作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=1mm。 由文獻查得進給量f=0.2~0.5mm/r，初步確定f=0.4mm/r,工件外徑D=42mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s，取=1.5m/s=90m/min。 計算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=682.4r/min 取s=700r/min。 計算進給速度計算進給速度F=Sf=700×0.2=140㎜/min。 （2）精車外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取ap=0.5mm。 由文獻查得進給量f=0.1~0.2mm/r，初步確定f=0.2mm/r,工件外徑D=42mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s.取=100m/min。 計算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=758.2r/min取750r/min。 計算進給速度F=Sf=750×0.1=70㎜/min。 6.2進給量的確定 粗加工的時候一般盡量可能的選取較大的進給量，進給量的取值主要考慮刀具的強度、背吃刀量及工件直徑。對于車刀而言，刀桿越大，其刀具強度就越大，允許取的進給量也越大。然而在一定的進給量時，背吃刀量的取值過大，將會導(dǎo)致切削力過大，一方面可能會超出機床的額定負(fù)荷或損壞刀具；另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機床額定功率。通常如果背吃刀量必須取大值的時候，進給量相應(yīng)減少。 精加工的時候一般按照零件的表面粗糙度來選擇進給量，進給量的取值越小則加工的表面粗糙度就越好。對于車刀而言，在使用硬質(zhì)合金車刀精車時相應(yīng)的需提高切削速度Vc，用高速鋼車刀精車時，Vc最好小于10m/min，避免產(chǎn)生積屑瘤。通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機械切削工人工作手冊》查的本設(shè)計所適合的進給量見（表6-2）所示： 表6-2 硬質(zhì)合金及高速鋼車刀的進給量 工件材料 背吃刀量≦3mm 每齒進給量/mm· 粗車 精車 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 45#鋼 0.11～0.15 0.11～0.17 0.3～0.4 0.4～0.5 綜合選?。?0.4（0.01*直徑） mm/r =0.15（表面粗糙度為1.6o）mm/r；0.2（表面粗糙度為3.2o）mm/r 注：進給量可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手動調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 6.3背吃刀量的確定 在機床功率容許的情況下，應(yīng)盡量采選較大的背吃刀量，進給次數(shù)才會有所減少。當(dāng)精度要求較高的零件時，半精銑或精銑的余量需要被留出，正常半精銑的余量是0.5mm左右，精銑余量在半精銑之后，通常少于普通銑削的余量，一般選取0.1～0.3mm。由于該零件精度要求相對要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過表6-3來采選背吃刀量。 表6-3 數(shù)控切削用量推薦表 加工內(nèi)容 背吃刀量Ap/（mm） 切削速度vc(m·min) 進給量f/(mm·r) 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.5 精加工 0.1～0.5 120～150 0.1～0.2 綜合考慮粗車時背吃刀量選取1mm，留出精車余量為0.5mm，精車時背吃刀量為0.5mm。 6.4數(shù)控加工工藝卡片擬訂 將前面分析的各項內(nèi)容綜合成數(shù)控加工工藝卡片，具體卡片請查看附件。 7 零件加工方案確定 7.1 工序工步的劃分 工序劃分?jǐn)M定原則是：“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗”。 工序1：圓鋼下料 工序2： 工步1：一頂一夾，車外圓，留余量 工步2：鉆?16孔，鉆?24孔 工步3：一頂一夾，精車外圓 工步4：鏜?28.5內(nèi)孔 工步5：鏜莫氏4號內(nèi)孔 工步6：切R1.5環(huán)形槽 工序3：切R2槽 工序4：切25*6槽 工序5：去除全部毛刺 工序6：按零件圖樣要求全面檢查 以上便是該零件的所有工序內(nèi)容，將工序2內(nèi)容選擇在數(shù)控車床上進行加工。工序3、4內(nèi)容選在數(shù)控銑床上完成。 7.3選擇加工方法 選擇加工方法，要首先考慮主要表面的加工方法，后考慮次要表面的。要先決定最終加工方法，再決定前面一系列加工方法。根據(jù)對被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求，零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小等具體條件，選取最經(jīng)濟合理的加工方案。 7.4加工順序安排 工件的機械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。 切削加工工序的安排原則 1）基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、花鍵的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進行加工。 7.5工藝路線的分析與制定 選擇各表面加工 表7-3各表面所需加工方法 工序名稱 設(shè)備 方法 下料 割 車外圓 車床 粗車-精車 鉆?16孔 車床 鉆 鏜內(nèi)孔 車床 粗鏜-精鏜 加工外圓3mm寬的槽 車床 切槽 加工側(cè)面3mm寬的槽 銑床 粗銑-精銑 加工上表面25×6的槽 銑床 粗銑-精銑 8 零件的仿真加工 1.外圓仿真加工 （1）機床選擇 打開Mastercam，點擊工具欄,,選擇“車削”，點擊“默認(rèn)”。 （2）材料設(shè)置 點擊左側(cè)機床設(shè)置中的，點擊Stock的按鈕，根據(jù)工藝設(shè)置如下圖所示：的毛坯，設(shè)置“外徑”，“內(nèi)徑”，“長度”，“軸向位置”，然后點擊“√”設(shè)置完畢。 圖8.1 （3）刀具選取和仿真加工 點擊工具欄，選擇“粗車”，選擇加工路徑，然后確定，選取外圓刀，設(shè)置“進給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)。然后點擊“粗加工參數(shù)”，如下圖所示： 圖8.2 圖8.3 圖8.4 圖8.5 （4）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，加工仿真圖，表示仿真正確如下圖所示： 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 2.切槽仿真加工 機床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考內(nèi)圓仿真加工。 （1）刀具選擇和仿真加工點擊工具欄，選擇“徑向車削刀具路徑”，選擇加工路徑，然后確定，選取槽刀，設(shè)置“進給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)。然后點擊“徑向粗車參數(shù)”，最后點擊“徑向精車參數(shù)”，如下圖所示： 圖8.11 圖8.12 圖8.13 （2）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，切槽仿真如下圖所示： 圖8.14 3.銑槽仿真加工 機床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考內(nèi)圓仿真加工。 2.銑臺階加工 在完成孔的加工后，即可根據(jù)本文2中的工藝對加工連接零件臺階仿真加工。具體步驟如下： （1）單擊“挖槽”→“2D挖槽”，根據(jù)提示，拾取曲面，單擊√確認(rèn)選擇，將跳出如下圖所示的2D刀具路徑參數(shù)設(shè)置界面，在界面中，首先選擇2D挖槽銑削，然后單擊刀具，選擇1號刀R1.5mm立銑刀刀，將其“進給速率”設(shè)置為500，主軸轉(zhuǎn)速2000如下圖所示，單擊“十字架”應(yīng)用選擇。 圖8.15 （2）單擊“共同參數(shù)”選項，設(shè)置如圖3.10所示參數(shù)。 圖8.16 （3）設(shè)置完畢后，單擊右下角的√按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖3.11所示的刀路及仿真。 圖8.17走刀路徑 圖8.18 仿真圖 圖8.19 仿真圖 通過仿真可以看出程序正確無誤。但是需要調(diào)整程序的切削參數(shù)，方便更加快速的模擬，模擬后，記得改回原先的實際加工參數(shù)。 4. 程序 先在刀具路徑中選中后處理圖標(biāo)“”，在“后處理”對話框中，后處理選擇“NC”，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會生成加工操作的NC加工代碼，如下圖所示 。 圖8.20 加工代碼 5.零件左端程序 N1 G0 T0101 N2 G18 N3 G97 S2061 M03 N4 G0 G54 X42.464 Z3.768 N5 G50 S3600 N6 G96 S275 N7 G99 G1 Z1.768 F.25 N8 X48. Z-1. N9 Z-13.5 N10 Z-16.5 N11 Z-63.5 N12 Z-66.5 N13 Z-113.5 N14 Z-116.5 N15 Z-163.5 N16 Z-166.5 N17 Z-239. N18 Z-241. N19 X50. N20 X52.828 Z-239.586 N21 G28 U0. V0. W0. M05 N22 T0100 N23 M01 N24 G0 T1221 N25 G18 N26 G97 S800 M03 N27 G0 G54 X0. Z5. N28 Z2. N29 G1 Z-250. F.125 N30 G0 Z5. N31 G28 U0. V0. W0. M05 N32 T12100 N33 M01 N34 G0 T0404 N35 G18 N36 G97 S550 M03 N37 G0 G54 X20. Z4.5 N38 G50 S550 N39 G96 S550 N40 G1 Z2.5 F.4 N41 Z-93. N42 X16. N43 X13.172 Z-91.586 N44 G0 Z4.5 N45 X24. N46 G1 Z2.5 N47 Z-93. N48 X19.6 N49 X16.772 Z-91.586 N50 G0 Z3.768 N51 X31.536 N52 G1 Z1.768 N53 X24. Z-2. N54 Z-93. N55 X23.6 N56 X20.772 Z-91.586 N57 G0 Z1.25 N58 G28 U0. V0. W0. M05 N59 T0400 N60 M30 % 6.零件右端程序 N1 G21 N2 M00 N3 G0 T1221 N4 G18 N5 G97 S234 M03 N6 G0 G54 X0. Z5. N7 Z2. N8 G99 G1 Z-110. F.125 N9 G0 Z5. N10 G28 U0. V0. W0. M05 N11 T12100 N12 M01 N13 G0 T0404 N14 G18 N15 G97 S550 M03 N16 G0 G54 X19.125 Z4.5 N17 G50 S550 N18 G96 S550 N19 G1 Z2.5 F.4 N20 Z-110. N21 X16. N22 X13.172 Z-108.586 N23 G0 Z4.5 N24 X22.25 N25 G1 Z2.5 N26 Z-110. N27 X18.725 N28 X15.897 Z-108.586 N29 G0 Z4.5 N30 X25.375 N31 G1 Z2.5 N32 Z-110. N33 X21.85 N34 X19.022 Z-108.586 N35 G0 Z4.5 N36 X28.5 N37 G1 Z2.5 N38 Z-110. N39 X24.975 N40 X22.147 Z-108.586 N41 G50 S3600 N42 G0 Z2. N43 X33.627 N44 G1 Z0. N45 X31.26 Z-2.05 N46 X28.5 Z-70. N47 X25.672 Z-68.586 N48 G0 Z1.25 N49 G28 U0. V0. W0. M05 N50 T0400 N51 M01 N52 G0 T0202 N53 G18 N54 G97 S500 M03 N55 G0 G54 X51.11 Z1. N56 Z-75.9 N57 G1 X45.6 F.05 N58 G18 G2 X45. Z-76.2 K-.3 N59 G1 X45.5 Z-75.95 N60 G0 X51.61 N61 G18 N62 Z-76.5 N63 X51.169 N64 G1 X45.6 N65 G18 G3 X45. Z-76.2 K.3 N66 G0 X51.61 N67 Z1. N68 G18 N69 X51.11 Z-49. N70 Z-125.9 N71 G1 X45.6 N72 G18 G2 X45. Z-126.2 K-.3 N73 G1 X45.5 Z-125.95 N74 G0 X51.61 N75 G18 N76 Z-126.5 N77 X51.169 N78 G1 X45.6 N79 G18 G3 X45. Z-126.2 K.3 N80 G0 X51.61 N81 Z-49. N82 G18 N83 X51.11 Z-99. N84 Z-175.9 N85 G1 X45.6 N86 G18 G2 X45. Z-176.2 K-.3 N87 G1 X45.5 Z-175.95 N88 G0 X51.61 N89 G18 N90 Z-176.5 N91 X51.169 N92 G1 X45.6 N93 G18 G3 X45. Z-176.2 K.3 N94 G0 X51.61 N95 Z-99. N96 G18 N97 X51.11 Z-149. N98 Z-225.9 N99 G1 X45.6 N100 G18 G2 X45. Z-226.2 K-.3 N101 G1 X45.5 Z-225.95 N102 G0 X51.61 N103 G18 N104 Z-226.5 N105 X51.169 N106 G1 X45.6 N107 G18 G3 X45. Z-226.2 K.3 N108 G0 X51.61 N109 Z-149. N110 G28 U0. V0. W0. M05 N111 T0200 N112 M30 % 7.零件右端程序 N1 G21 N2 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N3 T1 M6 N4 G0 G90 G54 X-16.5 Y-.5 A0. S2000 M3 N5 G43 H1 Z25. N6 Z10. N7 G1 Z-2. F1000. N8 X-190.99 N9 G0 Z25. N10 M5 N11 G91 G28 Z0. N12 A0. N13 M01 N14 T2 M6 N15 G0 G90 G55 X-25.987 Y-.8 A-270. S1500 M3 N16 G43 H2 Z48. N17 Z33. N18 G1 Z0. F500. N19 X-45.013 N20 G2 X-45.8 Y0. I.013 J.8 N21 G1 X-25.2 N22 G3 X-25.987 Y.8 I-.8 J0. N23 G1 X-45.013 N24 X-33.51 Y-.8 N25 G3 X-35.5 Y1. I-1.99 J-.2 N26 G1 X-45. N27 G3 X-46. Y0. I0. J-1. N28 X-45. Y-1. I1. J0. N29 G1 X-26. N30 G3 X-25. Y0. I0. J1. N31 X-26. Y1. I-1. J0. N32 G1 X-35.5 N33 G3 X-37.49 Y-.8 I0. J-2. N34 G0 Z48. N35 M5 N36 G91 G28 Z0. N37 G28 X0. Y0. A0. N38 M30 % 9 加工質(zhì)量檢測 9.1加工質(zhì)量檢測 在整個加工過程中，遇到了許許多多的問題，有機床上的問題，有加工方面的問題，這些問題在老師和同學(xué)的幫助下都一一解決了，以下就是加工質(zhì)量問題的分析： 首先，夾具和刀具也會影響零件的加工精度。在加工過程中，如果夾具沒有裝夾平衡，在加工過程中就會出現(xiàn)徑向或者端面跳動的情況，從而導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。刀具在加工過程中發(fā)熱以及刀片裝夾不穩(wěn)定都會導(dǎo)致刀片磨損，從而導(dǎo)致加工出來的工件產(chǎn)生誤差或者粗糙度偏大。 在者，對刀的精確也是影響加工精度的因素。我們在加工過程中，完全采用手工對刀，靠眼睛去觀察，這樣或多或少會產(chǎn)生誤差，從而影響零件的精度。 最后，冷卻液也能影響到零件的加工精度。在加工時，工件與道具摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，從而導(dǎo)致工件熱變形，同時也會加劇刀具的損壞程度。因此，選擇合理的冷卻液以及冷卻方式顯得非常重要，他們會直接影響加工精度。除上述原因之外，還有些原因，如：機床主軸本身有擺動情況、機床有振動、刀刃太長，刀具硬度不夠等等都會影響到加工精度和光澤度。 9.2 改善方法 對車床進行定期保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有磨損的零件及時進行更換。定期調(diào)校車床的精度，提高對刀精度，把誤差盡可能地降低到最小。 加工時，盡量選擇剛度大、刀刃短的刀具來使用。同時，在加工的過程中，優(yōu)先采用高轉(zhuǎn)速，快進給；小切深，大切寬的工藝參數(shù)，從而達(dá)到降低切削力的目的。 設(shè)計小結(jié) 經(jīng)過一段時間的努力，畢業(yè)設(shè)計終于做好了。通過對內(nèi)圓錐面套筒的數(shù)控銑加工工藝與編程課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時也通過對具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程及模擬仿真，最終加工出了對應(yīng)的產(chǎn)品。 通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的了解，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點，并且通過對加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點，及其在編寫加工工藝時，應(yīng)該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。 致 謝 在整個畢業(yè)設(shè)計中，我得到了指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助，在老師悉心的指導(dǎo)和親切的關(guān)心下，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計。 我不會忘記在本次的設(shè)計中所學(xué)到的東西，在本次的設(shè)計中也使我們同學(xué)的關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂得大家一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝我的同學(xué)。 再次更感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師，是你們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，使能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的知識、無私奉獻的精神使我深受啟發(fā)。從導(dǎo)師的身上，我不僅學(xué)到了扎實的專業(yè)知識，也學(xué)到做人的道理。 在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 參考文獻 [1]時建.數(shù)控銑床操作與編程[M].水利水電出版社.2010 [2]余英良.數(shù)控機床加工技術(shù).高等教育出版社[M].2007 [3]余英良.數(shù)控加工編程及操作.高等教育出版社[M].2005 [4]周曉萍.機械識圖與CAD.安徽教育出版社[M].2007 [5]徐冬元、朱和軍.數(shù)控加工工藝與編程實例[M].電子工業(yè)出版社.2007 [6]徐冬元.數(shù)控機床操作與維護技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社[M].2012