【毕业论文 毕业设计】五边形凸台零件加工分析毕业设计

论文题目 五边形凸台零件加工分析毕业设计 2012年10月15日五边形凸台零件加工分析 绪论. 5 1零件分析.6 1.2 零件结构分析.7. 1.3 零件精度分析9 2加工方案. 10 3 确定数控加工内容10 4 数控工序加工工艺设计.11 4.1 数控加工工序加工内容精度分析11 4.2 数控工序加工工步设计及各工步走刀路线图11 数控工序加工工步设计11 数控加工工序各工步走刀路线图13 4.3 数控工序工艺系统选择25 数控机床及机床参数的选择25 数控加工刀具的选择25 4.4 切削用量的选择.27 背吃刀量、侧吃刀量确实定27 数控加工夹具的选择27 检测量具的选择.28 4.5 编程相关点坐标准备29 4.6 程序编制及程序说明275程序的输入及校验36 5.1 程序的输入36 5.2 程序的校验36致 谢37.绪论这个五边形凸台数控加工工艺与编程中介绍了数控编程根底知识，对数控铣削及加工中心的加工工艺进行了讲述，并结合实例介绍了其编程技术 零件包括了数控加工中心的根本内容，掌握了这些内容一般加工零件没有太大问题，零件的加工工艺和编程是大专数控专业的一次综合考察。1零件分析1.1 零件材料分析由零件图可知：零件材料为45钢。1.2 零件结构分析该零件为一个小型的板类零件，其毛坯尺寸为12410444mm。零件由带圆角的矩形凸台、带圆槽的凸台、五边形凸台，带圆角的型腔、通孔和两个螺纹孔组成。其上的五边形凸台为内接正五边形。1.3 零件精度分析由图纸可知零件的各尺寸精度要求均较高。零件毛坯留有一定的余量，凸台及凸台轮廓、型腔、通孔、螺纹孔等的精度要求较高，其中高精度要求的加工内容为：带圆角的矩形凸台轮廓、带圆槽的凸台上外表、型腔、通孔，均为7级精度要求；螺纹孔为6级精度要求。2加工方案平面、平面轮廓在镗铣类数控机床上的加工方法是铣削。经粗铣的平面，尺寸精度可达IT12IT14级指两平面之间的尺寸。经粗、精铣的平面，尺寸精度可达IT7IT9级。孔加工方法比拟多，有钻、扩、铰、镗等。大直径孔还可采用圆弧插补方式进行铣削加工。孔的加工方式与其所能到达的精度有很紧密的联系。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需要安排锪平端面和打中心孔工步。对螺纹加工，要根据孔径大小采取不同的处理方式，一般情况下，直径在M6M20mm之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工；M6mm以下，M20mm以上的螺纹只在加工中心上完成底孔加工，攻丝可通过其他手段进行。该凸模零件由于是中小批量生产，从经济、时效等方面考虑铣六方在普通铣床上完成加工，余下的平面及凸台轮廓、通孔、螺纹孔在XH714D立式加工中心上加工完成。该零件的机械加工工艺详见表2-1：五边形凸模070345#300板料12410444mm序号工序名称工序内容机床工 装1下料下料：12410444mm气割200mm钢板尺2铣粗、精铣六方至12010040mmX523数控加工铣各凸台至图纸要求XH714D200游标卡尺铣两个型腔至图纸要求XH714D200游标卡尺深度游标卡尺攻螺纹孔至图纸要求XH714D200游标卡尺、内径千分尺4去毛刺钳工去毛刺5检验照图检验各部尺寸及形位公差6入库清洗，涂油入库三门峡职业技术学院工艺设计日期:共1 页第 1 页表2-1 五边形凸台零件机械加工工艺过程卡3 确定数控加工内容由该零件的加工方案可知，零件需要下料、铣、钻孔、攻螺纹等工序的加工，零件第一次粗铣铣六方，加工内容较为简单，普通机床就可以保证其精度。并且加工过程中需要屡次装夹，为了节约本钱，提高加工效率，选择在普通铣床上加工完成。粗铣主要是去除较大余量，并为数控铣削准备精确定位基准。各凸台、孔距的精度要求较高，圆弧等的加工在普通机床上不易控制，其精度也难以保证。而这些工序的加工又只需单工位加工即可完成，故考虑在数控铣床或数控加工中心上进行加工。分析零件的数控加工内容及过程，知加工中所需刀具在10把左右，为了减少换刀时间，提高加工效率，确定第3工序在数控加工中心上加工。4 数控工序加工工艺设计设计数控加工工艺实际就是设计各工序的加工工步，主要从精度和效率两方面考虑。4.1 数控加工工序加工内容精度分析本工序的工序图如图4所示：图4 五边形凸台零件图由零件的加工方案可知：本工序加工内容中精度要求较高的有：带圆角的矩形凸台的长为,宽为，深为。带圆槽的凸台宽度为70，深为;两型腔的长、宽均为，深。通孔为。螺纹孔为右旋螺纹孔，孔深为，孔距分别为，。带未注公差的须按GB1804-2000标准中的中等公差等级加工。4.2 数控工序加工工步设计及各工步走刀路线图 数控工序加工工步设计根据全部加工外表按先粗，半精，再精加工分开进行；在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的外表的原那么，以及对所要加工零件加工内容的分析，确定如下加工序：粗铣各凸台及凸台轮廓；其走刀路线如表4至表所示：精铣各凸台及凸台轮廓；其走刀路线如表4至表4所示：粗、精铣两型腔；其走刀路线如表表4所示：钻中心孔；其走刀路线如表4所示：钻12H7通孔；其走刀路线如表4所示：粗扩12H7通孔; 其走刀路线如表4所示：粗铰12H7通孔;其走刀路线如表4所示：精铰12H7通孔；其走刀路线如表4所示： 钻螺纹底孔；其走刀路线如表4所示：10攻螺纹；其走刀路线如表所示： 具体的工步内容及工步顺序见表4数控加工工序卡片数控加工工序卡片夹具名称零件名称材料零件图号机用虎钳盖板类45#钢0703工步号程序编号0000100005使用设备XH714D车间数控车间工步内容刀号刀量规格/mm主轴转速Sr/min进给速度F(mm/min)备注1粗铣10080带圆角凸台,粗铣带圆槽凸,铣带圆槽凸台、粗铣五边形凸台T01166973142精铣五边形凸台、精铣70凸台、精铣10080凸台T0216697843粗、精铣215-15型腔T03610624钻各孔中心孔T0431061855钻12H7孔到11mmT05117241456粗铰T061351087粗铰T071331088精铰12孔至图纸要求T0812H71301069钻螺纹底孔T09M10720108010攻丝T10M10-6H7201080表4-2-1 数控加工工序卡片 数控加工工序各工步走刀路线图走刀路线可分为孔加工进给路线和铣削加工进给路线。在安排孔的加工走刀路线时，在保证孔的加工精度和外表粗糙度要求的同时，应寻求最短路线；在安排轮廓铣削加工的进给路线时，应尽量沿着轮廓的切线方向切入切出。结合该零件的材料，为提高外表精度，粗铣时可采用逆铣，精铣时采用顺铣。该零件的数控加工走刀路线如表4-2-2至表4-2-12所示：表4-2-2 粗铣带圆角凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号1程序号00002机床型号XH714D加工内容粗铣带圆角凸台共 11 页第1 页粗铣10080mm带圆角凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-3 粗铣70带圆槽凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号2程序号00003机床型号XH714D加工内容粗铣70带圆槽凸台共 11 页第2 页粗铣70带圆槽凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-4 粗铣五边形凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号3程序号00004机床型号XH714D加工内容粗铣五边形凸台共 11 页第3页粗铣五边形凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-5 精铣五边形凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号4程序号00001机床型号XH714D加工内容精铣五边形凸台共 11 页第4页精铣五边形凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-6 精铣带圆槽凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号5程序号00001机床型号XH714D加工内容精铣70带圆槽凸台共 11 页第5页精铣70带圆槽凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-7 半精铣、精铣带圆角凸台走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号6程序号00001机床型号XH714D加工内容半精铣、精铣带圆角凸台共 11 页第6页半精铣、精铣10080带圆角凸台编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-8 粗铣型腔走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号7程序号00005机床型号XH714D加工内容粗铣型腔共 11 页第7页粗铣型腔编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-9 精铣型腔走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号8程序号00001机床型号XH714D加工内容精铣型腔共 11 页第 8 页精铣型腔编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-10 钻各孔中心孔走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号9程序号00001机床型号XH714D加工内容钻中心孔共11页第9页钻各孔中心孔编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-11 钻、铰12H7通孔走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号10程序号00001机床型号XH714D加工内容钻、铰共11页第10页钻、铰12H7通孔编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切表4-2-12 攻螺纹孔走刀路线图数控加工走刀路线图工序号3工步号11程序号00001机床型号XH714D加工内容攻螺纹共11页第11页钻、攻M10螺纹孔编 程校 对审 批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交铰孔行切4.3 数控工序工艺系统选择 数控机床及机床参数的选择此零件为中小批量加工。故其毛坯可以在普通机床上完成粗加工，其余内容在数控机床上加工。在普通机床上加工毛坯时，首先确定一个加工基准面，以保证在加工时平行度的要求，为在数控机床上的加工准备好定位基准面。根据零件尺寸和加工精度的要求，综合分析现有机床可知XH714D立式数控加工中心适合于此工件的加工。XH714D立式数控加工中心的主要技术参数如表4-4-1：表4-4-1 XH714D加工中心主要技术参数表 数控加工刀具的选择根据数控加工内容，所需刀具有立铣刀、键槽铣刀、中心钻、麻花钻、铰刀、机用丝锥等，其规格依据加工尺寸选择。粗铣时铣刀直径应选小一些，以减少切削力矩，但也不能太小，以免影响加工效率；精铣时铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类，结合该零件加工实际，确定粗、精铣凸台及其轮廓的刀具直径都选为。其他刀具根据孔径尺寸确定。常用的刀具材料有：高速钢、硬质合金、工具钢等。而生产中常用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。考虑到该工序无需高速切削，为节约本钱，选择使用高速钢刀具。具体刀具见表4-4-2。表4-4-2 数控加工刀具卡片工步号刀具号刀具名称刀具型号刀具补偿值/mm备注直径/mm长度/mm补偿号H补偿号D1T0116立铣刀BT40-ER40-9016H01D012T0216立铣刀BT40-ER16-5016H02D023T036键槽铣刀BT40-ER11-506H03D034T043中心钻BT40-ER40-453H04D045T0511钻头BT40-M1-4511H05D056T06BT40-M1-45H06D067T07BT40-M1-45H07D078T0812H7铰刀BT40-M1-4512H7H08D089T09BT40-M1-100H09D0910T10M10丝锥BT40-G12-130M10H10D104.4 切削用量的选择合理选择切削用量的原那么是：粗加工时，以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工本钱；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工本钱。 背吃刀量、侧吃刀量确实定背吃刀量和侧吃刀量确实定主要根据机床、夹具、刀具、工件的刚度和被加工零件的精度要求来决定。由此原那么，再结合该工序所要保证的外表粗糙度要求，确定粗铣时的背吃刀量或侧吃刀量取35mm；半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取1.5mm；精铣时背吃刀量或侧吃刀量取0.5mm. 数控加工夹具的选择通过对各种夹具和零件加工过程的分析可知，确定此零件在数控加工中心上加工时选用随机床附带的机用虎钳进行装夹。其装夹示意图如图4-4-1所示：图4-4-1 数控加工装夹示意图检测量具的选择在实际加工零件的质量控制中，检测是一个非常重要的环节。其中检测量具是必不可少的，检测直接影响着零件的合格与否。选择测量器具的主要依据是被测量对象的数量、材质、公差值的大小及外形、部位、尺寸大小等几何形状特点等，在确保测量精度的前提下，考虑具体的生产环境，测量工艺过程的可行性和经济性，所选测量器具或测量仪器的精度应与被测工件的加工精度相适应。因为是小批量生产，应当优先选用通用测量器具。结合该零件的检测工程及精度，选择的检测量具如表4-4-3所示：表4-4-3 检测量具表序号量具名称数量用途1游标卡尺1检测内径、外轮廓宽度2深度游标卡尺1检3直角尺1检测平行度和垂直度4内径千分尺1检查孔直径5百分表及表架各1检测平行度6螺纹量规1检测螺纹4.5 编程相关点坐标准备编程节点坐标如图4-5-1，坐标值见编程程序. 图 4-5-1 编程节点坐标 数控加工的程序及其说明% 程序开始符O0001主程序程序名G17G49G40G64G80G69G90; 平安代码G91G28 Z0 回参考点T01M06 ; 选换一号刀G54G90G697M03 ; 快速定位,主轴正转G43H01Z50.M08 ; 建立刀具长度正补偿，冷却液开G01Z0.F100; 下刀至工件上外表M98P00030002; 调用3次2号子程序G90G00Z50.;Z方向快速定位G00X-80.Y0.;快速定位G01Z0F150; 以 的速度下刀至工件上外表M98P00020003; 调用2次3号子程序G90G00Z50.; Z方向快速定位G00X-70.Y-35.; 快速定位G01Z0F200; 下刀至工件上外表M98P00020004; 调用2次4号子程序G90G01Z20.F200; 抬刀G49G00Z50.; 取消刀具长度补偿M05; 主轴旋转停止G91G28 Z0 回参考点T02M06 ; 选换2号刀G54G90G697M03 ; 快速定位，主轴正转G43H01Z50.M08 ; 建立刀具长度补偿G01Z20.F100; 下刀G41G01X0Y-39.2705D02; 建立刀具半径左补偿G01Z84; 下刀精铣五边形凸台轮廓G01X-14.2658Y4.6353；X0Y15.;X14.2658Y4.6353;X8.8168Y-12.1353;X-17.7542Y-12.1353; G90G01Z20.; 抬刀G00X-50.Y0.; 快速移动G01Z-10.0；下刀精铣带圆槽凸台轮廓G02X-35.7071Y35.R50.;G01X35.7071;G02X48.9898Y10.R50.;G01X45.;G03X45.Y-10.R10.;G01X48.9898;G02X35.7071Y-35.R50.; G02X35.7071Y-35.R50.;G01X-35.7071;G02X-48.9898Y-10.R50.;G01X-45.;G03X-45.Y10.R10.;G01X-70.;G90G00Z20.;抬刀G90G00X-70.Y40.;快速定位G01Z-15.F84;下刀精铣带圆角矩形凸台G01X40.0Y40.0;G02X40.Y-40.R10.0;G01Y-30.0;G02X50.0Y30.0R10.0;G90G00Z20.;抬刀G90G00X-70.Y40.;快速定位G01Z-15.F84;下刀精铣带圆角矩形凸台G01X40.0Y40.0;G02X40.Y-40.R10.0;G01Y-30.0;G02X50.0Y30.0R10.0;G01X100;G02X-50.0Y-30.0R10.0;G01Y30.0;G02X-40.0Y40.0R10.0;G01X70.0;G00Z20.0;抬刀G40G00X80.Y0;取消刀具半径补偿G49G00Z50;取消刀具长度补偿M05;主轴旋转停止G91G28Z0;回参考点T03M06;换3号刀G54G90G1062M03;快速定位，主轴正转G43H03Z50.M08 ;建立刀具长度正补偿G01Z0.F100;下刀M98P00020005;调用2次5号子程序G90G01Z30.F300;抬刀G90G00X28.5788Y-16.5;快速定位G90G01Z0.F100;下刀M98P00020005;调用2次5号子程序G90G01Z20.F300;抬刀G49G00Z50;取消刀具长度补偿M05;主轴旋转停止G91G28Z0;回参考点T04M06;选换4号刀G54G00G1061M03;快速定位G43H04Z80.M08 ;建立刀具长度正补偿G90G01Z50.F150;到达开始平面G98G81X-25.0Y-20.0Z-8.0R10.F85;钻中心孔，回到开始平面G43H06Z50.;建立刀具长度正补偿G98G85X0Y0Z-43.R10. F108;铰孔，回到开始平面G49G00Z50.;取消刀具长度补偿M05;主轴旋转停止G91G28Z0;回参考点T07M06;选换7号刀G54G90G00X0Y0S133M03;快速定位G43H07Z50.;建立刀具长度补偿G98G85X0Y0Z-43.R10. F106;铰孔G49G00Z50.;取消刀具长度补偿M05;主轴旋转停止G91G28Z0;回参考点T08M06;快速定位G54G90G00X0Y0S03;选换8号刀G43H07Z50.;建立刀具长度正补偿G98G85X0Y0Z-43.R10. F42.5;铰孔G49G00Z50.;取消刀具长度补偿G91G28Z0;回参考点T09M06;选换9号刀G54G90G03;快速定位G43H08Z40建立刀具长度正补偿G99G83X25.Y20.Z-43.R20. Q112.4;钻螺纹底孔X-25.Y-20.；G49G00Z50.;取消刀具长度补偿M05;主轴旋转停止G91G28Z0;回参考点T10M06;攻螺纹换10号刀G54G90G720M03;快速定位G43H09Z50.;建立刀具长度补偿G98G84X25.Y20.Z-27.R5.F1.5;攻螺纹X-25.Y-20.;G49G00Z50.;取消刀具长度补偿M30;程序停止并返回开始处O0002;2号子程序G91G01Z-5.F314;增量方式下刀粗铣、半精铣带圆角矩形凸台G90G01X-60.Y50.;X-60.Y-50.;X60.Y-50.;X60.Y50.;X-60.Y50.;G42G01X-53.756Y0D01;G01X-50.0088Y-30.0075;G03X-40.0088Y-40.0075R10.;G01X40.0088;G03X50.0087Y-30.0075R10.;G01Y;G03X40.0088Y40.0075R10.;G01X-40.0087;G03X-50.0087Y30.0075R10.;G01Y-75.;0F300;M99；返回子程序O0003;3号子程序名G91G01Z-5.F314; 增量方式下刀粗铣带圆槽凸台G90G42G01X-60.Y10.D01;G01X-45.;G02X-45.Y-10.R10.;G01X-48.9898;G03X-35.7071Y-35.R50.;G01X35.7071;G03X48.9898Y-10.R50.;G01X45.;G02X45.Y10.R10.;G01X48.9898;G03X35.7071Y35.R50.;G01X-35.7071;G03X-50.Y0.R50.;G40G01X-80.Y0.F200;M99；返回子程序O0004;4号子程序名G91G01Z;增量方式下刀粗铣五边形凸台G90G01X35.7071Y-35.;G03X48.9898Y-10.R50.;G01X45.G02X45.Y10.R10.;G01X;G03X35.7071Y35.R50.;G01X-35.7071;G03X-48.9898Y10.R50.;G01X-45.;G02X-45.Y-10.R10.;G01X100G03X-43.3013Y-25.R50;G03X47.697Y-15.R50.;G01X16.8234；G01X20.0726Y-5.;X36.3397;G02X36.3397Y5.R10.;G01X23.3218;X24.2582Y7.882;X14.4611Y15.;X47.697Y15.;G03X43.3013Y25.R50.;G01X0Y25.5066;X-43.3013Y25.;G03X-47.697Y15.R50.;G01X-14.4611Y15.;X-24.2582Y7.882;X-23.3218Y5.;X-36.3397Y5.;G02X-36.3397Y-5.R10.;G01X-20.0726Y-5.X-16.8234Y-15.;X-47.697Y-15.;M99；返回子程序O0005;5号子程序名G91G02X5.1962Y-3.Z-1.5R3.F254.9;增量方式下刀粗铣两型腔G02X0Y0I-2.5981J1.5;G02X-4.5981Y-1.0981R4.;G01X-3.0311Y1.75;G02X-0.183Y0.683R0.5;G01X3.5Y6.0622;G02X0.683Y0.183R0.;G01X6.0622Y-3.5;G02X0.183Y-0.683R0.5;G01X-3.5Y-6.0622;G02X-0.683Y-0.183R0.5;G01X-3.0311Y1.75;G02X-0.5981Y4.9641R4.;M99；返回子程序%结束符4.6 程序编制及程序说明综上分析，编制出该零件数控加工的程序及其说明.5程序的输入及校验5.1 程序的输入程序的输入方法可分为手动在机床的控制面板上一句一句的在程序编辑状态下输入。5.2 程序的校验通常我们在编写好程序后会用相关的刀轨模拟软件或数控仿真软件来验证它的可行性。在仿真软件上能完全运行无误后把程序输入机床，然后采用机床空运转的方式，来检验程序是否能在此机床上运行。空运行结束后，根据显示器上所显示的信息进行判断、修改程序。修改完成后，再次用机床本身自带的图形模拟显示功能来校验走刀轨迹等。校验无误后，再在只装刀具和工件其中的一件，或者先一件都不装的情况下，单段执行该程序，观察实际走刀情况，确认无误后再装上工件或刀具，切换机床到自动运行状态加工。致 谢首先衷心的感谢母校三年来对我的尽心培养，感谢我的各位任课老师的帮助,感谢老师在毕业设计中经历敦促我在毕业之时顺利完成此论文，感谢！参考文献