型板數(shù)控課設(沈陽理工大學).doc

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前言 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎，合理的工藝是保證數(shù)控加工質量、發(fā)揮數(shù)控機床有效能的前提條件。本設計正是從數(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，以掌握數(shù)控加工工藝為目標，在結合數(shù)控加工切削基礎、數(shù)控機床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎等基本知識上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。 本次數(shù)控加工工藝的課程設計，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和夾具。用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單；用自動編程軟件或手工編程。通過數(shù)控仿真軟件對程序和刀具走刀路徑進行模擬仿真。用UG來畫出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時還對工藝卡片進行制作。在本次工藝中，粗加工時，要以提高生產(chǎn)效率，但同時應考慮到經(jīng)濟性和加工成本，對于半精加工和精加工，應首先保證加工質量，同時兼顧切削效率，經(jīng)濟和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時間內加工出精度較高的工件和設計出適當?shù)墓に嚳ā? 本工藝設計由我編寫，在編定過程中參閱了很多有關工藝設計手冊、教材和網(wǎng)上資料等資料與文獻，并得到指導老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由于時間倉促，編者水平有限,調查研究不夠深，實際工作經(jīng)驗少,本設計中難免仍有很多缺點和錯誤,懇切希望老師批評指正。 目錄 1.設計要求 3 2.零件的工藝分析 3 2.1.加工內容 3 2.2.加工要求 3 2.3.各個加工內容的加工方法 4 3.數(shù)控機床的選擇 5 4.加工順序的確定 6 5.裝夾方案的確定 7 5.1第一次裝夾 7 5.2第二次裝夾 8 5.3第三次裝夾 9 6.刀具和切削用量的選擇 9 6.1.銑刀 10 6.2.鉆頭 10 6.3.刀具卡片 11 7.加工工序卡 12 8.數(shù)控加工程序 13 8.1.加工A面和D,E面 13 8.2.加工F面，B,C 面 15 8.3.精銑外輪廓 20 9.心得體會 22 10.參考文獻 22 CA6140車床手柄座數(shù)控加工 1.設計要求： 1）在對零件分析的基礎上制定詳細的加工工藝規(guī)程。 2）選擇一道適合于數(shù)控加工的工序，設計工藝工裝。選擇刀具，量具及加工工藝參數(shù)并編制其數(shù)控加工程序。 毛坯為958512mm的45鋼 2.零件的工藝分析 2.1加工內容：1）零件由平面，通孔，通槽，凸臺組成，毛坯為長方體塊。 2）要加工的內容包括Ф30的孔，70*30的長方形通槽，R6，R16，R20的圓弧以及平面。Ra=1.6μm 2.2加工要求：圓孔 Ra=1.6μm 長方形通槽Ra=3.2μm Ф30中心線對A面垂直度為0.05 2.3.各個加工內容的加工方法：選擇的原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。一般來說獲得同一精度及表面粗糙度的要求。因而在實際選擇時要結合零件的形狀尺寸大小和熱處理等要求要全面考慮。 加工方法：1）底面A：面銑刀—粗銑 2）頂面F：面銑刀—粗銑 3）D面：面銑刀—粗銑—精銑 4）B,C,E面：面銑刀—粗銑—精銑 5）Ф30的孔：中心鉆—鉆孔—擴孔鉆—鉸刀 6）長方形通槽：立銑刀—粗銑—精銑 3.數(shù)控機床的選擇 機床的選擇主要考慮毛坯的材料和類型零件輪廓形狀的復雜程度，尺寸大小，加工精度，批量熱處理等要求。既要保證加工零件的技術要求加工出合格產(chǎn)品又要有利于提高勞動生產(chǎn)率還要盡可能降低生產(chǎn)成本。根據(jù)實際要加工的零件情況決定選用數(shù)控銑床。數(shù)控銑床的型號也有許多種，根據(jù)加工要求，查相關資料決定選取XKA5032A型數(shù)控銑床。 XKA5032A型數(shù)控銑床配置了國外先進的數(shù)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)三坐標聯(lián)動?？梢酝瓿芍本€，斜線，曲線輪廓等銑削加工。適用于鉆孔，鏜孔及具有復雜型面的零件如凸輪樣板，葉片等適用于機械制造行業(yè)。該銑床切削進給速度x,y: 6~3200mm/min z:3~1600mm/min.可以實現(xiàn)三軸聯(lián)動，進行直線插補與圓弧插補。 XKA5032A數(shù)控銑床技術參數(shù) 項目 參數(shù) 單位 工作臺面積（寬X長） 320X1320 mm 工作臺縱向最大行程 780 mm 工作臺橫向最大行程 300 mm 工作臺垂向最大行程 380 mm 立銑頭最大回轉角度 45 主軸端部錐度 N0.5 主軸端面至工作臺面距離 70~450 mm 項目 參數(shù) 單位 主軸中心線至床身導軌面距離 350 mm 主軸轉速級數(shù) 18級 主軸轉速范圍 30~1500 N/min 進給速度級數(shù) 無級 縱橫向進給范圍 6~3200 mm/min 垂向進給范圍 3~1600 mm/min 縱橫向快速進給速度v 6000 mm/min 垂向快進速度 3000 mm/min 主電機功率 7.5 kw 進給電機轉矩 縱橫向 12 Nm 進給電機轉矩 垂 向 22 Nm 定位精度 0.015 mm 工作臺最大承載重量 320 kg 機床凈重約 3000 kg 機床外形尺寸（長X寬X高） 1929X2055X2216 mm 4.加工順序的確定 加工順序的原則是先主后次，先粗后精，先基面后其他，先面后孔?？暇至慵募庸ひ螅叽缫?，設計加工順序決定先銑A面，因其沒有粗糙度要求，加工之后不怕?lián)p傷。再粗銑D,E面。裝夾一次與A面一起可以加工再粗銑F面。B,C面最后鉆孔銑長方形通槽。不能先鉆孔，因為在粗銑外輪廓是切削余量比較大，產(chǎn)生的力也比較大，容易使孔發(fā)生變形，因此綜合各原則原因確定加工順序如下所示。 加工順序：1）銑A面 2）粗銑D,E面 3）粗銑B,C面 4）銑F面 5）鉆孔加工Ф30的孔（鉆孔，擴孔，絞孔） 6）粗銑通槽，精銑通槽 7）精加工外輪廓 8）除毛刺，檢驗，清洗 5.裝夾方案的確定 裝夾方式的選擇要根據(jù)具體的機床及工件來確定。機場為數(shù)控銑床，由于工件的尺寸較小，形狀很規(guī)則，一般使用機用平口鉗。在數(shù)控加工中既要保證加工質量又要減少輔助時間，提高效率。因此要選用能準確迅速定位并夾緊工件的裝夾方法。和夾具零件的定位基準應盡量與設計基準及測量基準重合，減少定位誤差。一般使用平口鉗裝夾上表面搞出鉗口2—3mm 下面用等高的墊塊墊起并作為定位面。墊塊避開孔加工位置。 5.1第一次裝夾 先加工A面再加工D,E面 5.2第二次裝夾 先加工F面再加工B,C面 5.3第三次裝夾： 第三次裝夾為了加工工件外輪廓。這時孔和通槽都已加工完成。為了裝夾方便不用反復拆卸，決定用壓板式。從通槽和孔來裝夾工件，加工四周外輪廓。具體裝夾形式如下圖所示。 6.刀具和切削用量的選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內容。它不僅影響數(shù)控機床的加工效率而且直接影響加工質量。正確選用刀具應根據(jù)機床的加工能力，工件材料的機械性能，加工工序和切削用量以及其他相關因素。選擇刀具是根據(jù)安裝調整方便剛性好耐用度和精度高的原則，在滿足加工要求的前提下盡量選擇較短的刀柄以提高刀具的剛性。 合理選擇切削用量的一般原則是粗加工時一般以提高生產(chǎn)率為主但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本。半精加工時應保證加工質量的前提下兼顧切削效率，經(jīng)濟性和加工成本具體數(shù)值應根據(jù)饑荒說明書切削用量手冊并結合經(jīng)驗而定。 6.1.銑刀 銑A，F(xiàn)面時選用Ф120可轉位硬質合金銑刀。刀上鑲有8片八角形刀片。可以獲得較高的切削效率和表面的加工質量。選用切削用量是先選用較大的背吃刀量，再選用較大的進給量。最后選擇切削速度。在此=1mm切削速度v=6mm/s。銑D,E面時f粗=0.36mm/r，用Ф20的立銑刀，=2mm，v=0.83mm/s，主軸轉速n=800r/min。 銑通槽時粗銑=8mm，每齒進給量fz=0.035mm/r。 F粗=fzX6=0.21mm/r細齒6個。精加工時用Ф10的鍵槽銑刀=0.5mm。進給速度100mm/min。主軸轉速n=500r/min。 精銑外輪廓時采用Ф10的鍵槽銑刀=0.5mm，進給速度為100mm/min，主軸轉速n=1000r/min。 6.2.鉆頭 1）中心鉆：鉆頭直徑D=5mm，查表得進給量f=0.3mm/r，鉆削速度v=0.2m/s，主軸轉速n=950r/min。 2）Ф28鉆頭：選用Ф28高速鋼鉆頭直徑D=28mm，查表得進給量f=1mm/r，鉆削速度vc=0.2m/s，主軸轉速n=500r/min。 3）擴孔鉆：選用Ф29.7的錐柄擴孔鉆，長度為175mm，查表得進給量f=0.2mm/r，鉆削速度為vc=0.2m/s，主軸轉速n=300r/min。 4）鉸刀：選Ф30的高速鋼鉸刀，主軸轉速n=260r/min，進給量f=0.2mm/r。 6.3.刀具卡片 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 Ф120可轉位硬質合金銑刀 1 銑A面，F(xiàn)面 2 T02 Ф20直柄銑刀 1 銑外輪廓和通槽 半徑補償D02=10mm 3 T03 Ф5中心鉆 1 鉆兩個定位中心孔 4 T04 Ф28高速鋼鉆頭 1 大Ф30孔的底孔 5 T05 Ф29.7擴孔鉆 1 半精加工孔 長度175mm 6 T06 Ф30絞孔鉆 1 精加工Ф30的孔 7 T07 Ф10鍵槽銑刀 1 精銑外輪廓，槽 半徑補償D03=5mm 7.加工工序卡 工序號 夾具名稱 使用設備 車間 001 平口虎鉗和壓板 XKA5032A 數(shù)控銑床 工序號 工序內容(mm) 刀具號 刀具刀柄規(guī)格(mm) 主軸轉速(r/min) 進給速度(mm/min) 背吃刀量 1 銑A面 T01 Ф120 700 360 1 2 粗銑D,E面 T02 Ф20 800 50 2 3 銑C,B面 T02 Ф20 800 360 2 4 銑F面 T01 Ф120 700 1200 1 5 鉆Ф5中心孔 T03 Ф5 950 1200 2.5 6 鉆Ф30中心孔 T04 Ф28 500 1200 7 擴孔至Ф29.7 T05 Ф29.7 300 1200 8 絞Ф30內孔 T06 Ф30 260 1200 9 粗銑通槽 T02 Ф20 300 60 10 精銑通槽 T07 Ф10 500 100 0.5 11 精銑外輪廓 T07 Ф10 1000 100 0.5 8.數(shù)控加工程序 8.1.加工A面和D,E面 O0001 N0001 G90 G00 G54 Z150.0; N0002 S700 M03; N0003 M98 P0068; 調用銑平面子程序 N0004 M11; N0005 M10 N0006 G01 G42 X45.5 Y42.5 F500 D02; D02=10mm N0007 S800 M03; N0008 M98 P0069; 調用加工E面子程序 N0009 M98 P0070; N0010 M98 P0069; N0011 G90 G41 X-45.5 Y42.5 F500 D02; N0012 M98 P0071; N0013 M98 P0072; N0014 M98 P0071; N0015 G00 Z150.0; N0016 M05; 主軸停轉 N0017 M30; 銑平面子程序 O0068 N0001 G91 G00 X-100.0 Y-100.0; N0002 Z-151.0 M08; N0003 X170.0; N0004 Y32.0; N0005 X-170; N0006 Y32.0; N0007 X170; N0008 Y32.0; N0009 X-170; N0010 G28 M05; N0011 M99; 加工E面子程序 O0069 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0; N0003 G01 X0 Y69.0; N0004 M99; O0070 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0; N0003 G01 X0 Y69.0; N0004 M99; 加工D面子程序 O0071 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G01 X0 Y-65.0; N0003 G01 X10.0 Y-20.0; N0004 M99; O0072 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G01 X-10.0 Y20.0; N0003 G01 X0 Y65.0; N0004 M99; 8.2.加工F面，B,C 面 O0002 N0001 G90 G00 G54 Z150.0; N0002 S800 M03 M08; 打開冷卻液，主軸先正轉 N0003 G01 G41 X-40.5 Y29.5 D02; D02=10mm N0004 M98 P0073; N0005 M98 P0074; N0006 M98 P0073; 調用加工B面子程序 N0007 G90 Z150.0; N0008 G01 X20.5 Y45.5; N0009 M98 P0075; N0010 G00 G90 Z-3.5; N0011 M98 P0075; N0012 G90 G00 Z-7.0 N0013 M98 P0075; N0014 G90 M05 Z150.0; N0015 M11; 主軸松刀，手動換刀 N0016 M10; 夾緊刀具 N0017 M98 P0068; 調用銑平面子程序 N0018 M98 P0076; 調用換刀子程序 N0019 G00 G90 S950 M03; N0020 M98 P0077; 調用打中心孔子程序 N0021 G98 G81 X-15.0 Y0 Z-11.0 F80; 加工完成后返回參考點，中心孔定位 N0022 M98 P0076; 換刀 N0023 G90 G00 S500 M03; N0024 M98 P0077; N0025 M98 P0076; N0026 G90 G00 S300 M03; N0027 M98 P0077; N0028 M98 P0076; 換鉸刀 N0029 G90 G00 S260 M03; N0030 M98 P0077; N0031 M98 P0076; 換鍵槽銑刀 N0032 G90 G01 X-15.0 Y0; N0033 G01 Z10.0; N0034 M98 O0078; 加工長方形通槽 N0035 G00 Z150.0; N0036 M05; N0037 M30; 子程序 O0073 加工B面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-65; N0003 M99; 返回主程序 O0074 加工B面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-65; N0003 M99; O0075 加工C面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-20; N0003 G03 X5.5 Y-5.5 R5.5 F50; N0004 G02 X0 Y-40 R20.5; N0005 G03 X-5.5 Y-5.5 R5.5; N0006 G01 X0 Y-20; N0007 G00 Z20; N0008 G01 X0 Y91; N0009 M99; O0076 換刀子程序 N0001 M05 Z150.0; N0002 M11; M0003 M10; N0004 M99; O0078 加工通槽子程序 N0001 G00 G91 X0 Y0 S300 M03; N0002 M08; N0003 G01 Z-10.0 F20; N0004 M98 P0080 L3; N0005 G01 Z12.0 F60; N0006 M98 P0080 L3; N0007 G01 Z12.0 F60; N0008 M98 P0021 L3; N0009 M98 P0076; N0010 G01 Z-150.0 F60; N0011 G91 G00 S500 M03; N0012 M08; N0013 M98 P0082 L3; N0014 M99; O0079 N0001 G91 Z-4.0 F60; N0002 G91 G42 X3.5 Y8.5 D02; N0003 X-7.0 Y0; N0004 X0 Y-17.0; N0005 X7.0 Y0; N0006 G01 G40 X0 Y17.0; N0007 M99; O0080 粗銑通槽 N0001 G91 Z-3.5 F60; N0002 G91 G42 X3.0 Y8.0 D03; N0003 X-15.0 Y0; N0004 X0 Y-33.0; N0005 X15.0 Y0; N0006 X15.0 Y0; N0007 M99; O0081 N0001 G91 Z-3,5 F60 N0002 G91 G42 X2.0 Y8.0 D02; N0003 X-19.0; N0004 X0 Y49.0; N0005 X19.0 Y0; N0006 G01 G40 X0 Y-49.0; N0007 M99; O0082 精銑通槽 N0001 G91 Z-3.5 F100; N0002 G91 G41 X-0.5 Y5.5 D03; N0003 G01 G40 X-18.0 Y0; N0004 G03 X-6.0 Y-6.0 R1.0; N0005 G01 X0 Y-58.0; N0006 G03 X6.0 Y-6.0 R1.0; N0007 G01 X18.0 Y0; N0008 G03 X6.0 Y6.0 R1.0; N0009 G01 X0 Y58.0; N0010 G03 X-6.0 Y6.0 R1.0; N0011 M99; 8.3.精銑外輪廓 O0003 N0001 G90 G54 G00 S1000 M03; N0002 Z5.0 M08; N0003 M98 P0083 L3; N0004 G00 Z150.0; N0005 M05; N0006 M30; O0083 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 G41 X0 Y-40.0 D03; N0003 G01 X10.0 Y-20.0; N0004 G01 X64.0 Y0; N0005 G03 X16.0 Y16.0 R16.0; N0006 G01 X0 Y60.0; N0007 G01 G40 X-19.0 Y0; N0008 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0; N0009 G03 X-38.0 Y0 R20.0; N0010 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0; N0011 G01 G41 X-19.0 Y0 D03; N0012 G00 G40 Z20.0; N0013 M99; 9.心得體會 通過一周緊張的數(shù)控加工編程課程設計，使我初步了解到了數(shù)控加工技術的簡單程序。了解到了多種刀頭區(qū)別，并使我了解了數(shù)控加工技術知識的重要性，使得我對數(shù)控加工領域產(chǎn)生了濃厚的興趣。不僅如此，通過這次課程設計，使得我學會簡單的FAPT編程語言。相信這次課程設計會成為對我將來探索機械制造領域的道路上的墊腳石。感謝老師對于本次課程設計的輔導。 10.參考文獻 《數(shù)控編程技術及應用》任曉紅，劉紅軍，許立福 主編 國防工業(yè)出版社 2010.7 《數(shù)控加工工藝與編程》楊建明 主編 北京理工大學出版社 2006.8 《數(shù)控機床技術應用》 崔元剛 主編 北京理工大學出版社 2006.8 《數(shù)控編程實驗指導書》許立福，趙靜 主編 沈陽理工大學 2010.7 《數(shù)控加工工藝手冊》 楊繼宏 主編 化學工業(yè)出版社 2008.3 《切削用量簡明手冊》 艾興，肖詩鋼 主編 機械工業(yè)出版社 2004.2