高职高专机械类毕业设计

西南科技大学毕业设计（论文）题 目：底板的工艺设计系 别：汽车工程系专 业：计算机辅助设计与制造班 级：109312学生姓名：闫 肃指导教师：林 盛完成日期：2011年6月15日摘 要- 4 -前 言- 5 -1.开题报告- 5 -1.1 数控技术毕业设计必须遵循的一般原则- 6 -1.2 毕业设计的步骤- 6 -1.3 毕业设计的基本内容- 7 -1.3.1 数控加工工艺设计- 7 -1.3.2 加工程序的编制- 7 -1.3.3 数控操作技能- 7 -2.零件分析- 9 -一、零件的工艺性分析- 9 -二、零件的主要问题和工艺过程设计分析- 10 -3.工艺规程设计- 10 -1数控铣削加工工序的划分- 10 -2基面的选择- 11 -3制定工艺路线- 11 -5夹具的选择- 13 -4.编程加工- 14 -总 结- 18 -致 谢- 19 -参考文献- 20 -摘 要大家都知道，数控加工是目前的一门新的专业，热门专业，正在高速发展，数控加工程序是有多道复杂的程序组成的，这就为我们学习带来不便，为了使学习更方便，使用更加有条理，我编写了这份典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计，希望为大家的工作、学习带来方便。我的这份毕业设计包括设计任务书、摘要、前言、设计说明书等多个部分。设计的主要是内容是对我们机械类加工日常加工中常见的工件取其中的一典型零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容等数控加工时应注意的问题做了一一的说明。其中数控机床我们现在用的是西门子系统的，包括编程语言到是西门子系统的。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善，有不足之处，希望老师斧正。 前 言 毕业设计是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后的一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都是怀着很重视的态度去做的。在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求， 所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计这个课题。 要成为数控编程员就要具备：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CADCAM软件，如uc、ProE等；熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。经过两个多月的准备，我的毕业设计终于告以段落，两个多月的忙碌对我来说有着丰富的收获，我学到了很多，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等等。1.开题报告数控技术毕业设计应包括数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容。若条件允许，还可以加上数控机床的安装、调试与验收等内容。1.1 数控技术毕业设计必须遵循的一般原则（1） 结合本校数控基地的情况，合理安排合计内容。也可以采用与校外企业合作的方式设计课题。（2） 必须保障人身安全和设备安全，在编程操作前应熟悉数控机床的操作说明书，并按照操作规程操作。（3） 兼顾加工精度和加工效率，在保证加工精度的前提下，认真进行工艺分析，制定出合理的工艺方案，选择合理的切削用量。（4） 注意培养独立获取知识、新技术、新信息的能力，掌握科学研究的 方法1.2 毕业设计的步骤必须利用设计前一到二周的时间研究设计计划和任务书，了解产品的工艺性和公差等级，在初步明确设计要求的基础上，可以步骤进行设计方案的论证。（1） 分析零件图样 根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。（2） 确定加工工艺方案根据上述的的分析，选择加工方案，确定加工顺序，加工路线、装夹方式、切削用量材料等，要求有详细的设计过程和合理的参数 （3） 数值计算根据零件图的尺寸，确定工艺路线及设计的坐标系，计算运动轨迹，得到刀位数据（4） 编写零件加工程序 根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单，写出有关的工艺文件如工序卡、数控刀具卡、刀具明细表、加工工序单等。（5）仿真加工校验程序，程序编完后，利用GRAPS主功能，输入毛坯尺寸，对 零件进行仿真加工，并判断程序是否正确。1.3 毕业设计的基本内容1.3.1 数控加工工艺设计（1） 零件图的工艺性分析（2） 加工方法的选择（3） 工序的划分（4） 加工路线的安排（5） 走刀路线及工步顺序（6） 加工刀具的选择1.3.2 加工程序的编制（1）加工工艺分析（2）数值计算（3）程序校验与首件试切1.3.3 数控操作技能（1）认知阶段（2）联系阶段（3）自动化阶段（一）课题背景数控技术及装备是机械自动化最重要的体现，是发展新兴高科技技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。广泛应用于信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业等，是使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生一些重要行业的发展也起着越来越重要的作用，因此大力发展以数控为核心的先进制造技术已经成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。（二）课题内容 本次毕业设计主要针对支架零件的加工工艺及工装设计，通过对论文任务的完成，掌握数控技术的基本知识技能，并在一定程度上提高自身的专业能力。本次毕业设计正是囊括零件的普通加工工艺规程设计；零件的数控加工工艺设计及程序编制；零件加工时工时的工装方案设计。其加工工艺规程又包括了零件材料、特征结构的分析，粗、精基准的确定，加工设备、刀具的选用，重点工序和加工关键的分析，零件加工余量及公差的查取，及普通、数控加工过程中每一道工序切削用量的合理选择等；而零件工装方案的设计则包括零件的定位、夹紧方案，夹具的设计方案，及其使用保养说明等。在本次的毕业设计中，如何充分综合利用所学知识，将理论知识和实际操作进行有效的整合，是本次毕业设计的重点。2 零件分析一、零件的工艺性分析支架顾名思义是起支撑作用的底部构架。下面是该零件的零件图： 由零件图可知，该零件由两部分组成，正面为两扇形凸台，中心位置有方形槽，反面为十字形成型槽并有四个通孔穿过零件；需要加工的表面有：底板正面、底板反面、正面R15和R25组成的成30的扇形凸台、底板四面并倒圆角、2030方形槽并倒圆角4R6、反面4838十字形槽，过渡圆角为8R6和4R2（二）零件的技术要求该零件各加工表面精度要求不一样，凸台和周边粗糙度要求较高为R3.2，铣凸台及凸台上的孔可以在普通铣床上进行，但考虑到加工的方便可以在数控铣床上进行，选取同一加工坐标系，而且配有刀库，进而方便了加工，虽然提高了成本，但是同样提高效率。同样410也在数控设备上进行，既能保证平面精度要求而且方便加工。二、零件的主要问题和工艺过程设计分析 该零件加工两圆柱端面及10孔，考虑孔的要求精度高，为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则。 3工艺规程设计1数控铣削加工工序的划分以一次安装能够进行的加工为一道工序以一个完整的数控程序能够连续进行加工的内容为一道工序以零件的类同结构内容使用一把刀具进行加工为一道工序以粗加工、精加工划分工序2）工步顺序的安排原则先粗后精先近后远内外交叉保证工件加工刚度原则同一把铣刀尽量连续加工原则。3）工序顺序的安排原则先加工定位面，即前道工序的加工能够为后面的工序提供精加工基和合适的装夹表面。制定零件的整个工艺路线实质上就是从最后一道工序开始从后往前推，按照前道工序为后道工序提供基准的原则来进行安排。先加工平面后加工孔，先加工简单的几何形状，后加工复杂的几何形状。对于零件精度要求高，粗、精加工需要分开的零件，先进行粗加工，后进行精加工。以相同定位、夹紧方式安装的工序，应该连续进行，以便减少重复定位次数和夹紧次数。加工中间穿插有通用机床加工工序的零件加工，要综合考虑合理安排加工顺序。通过一次工件的加工可以发现，只有不断的进行设计分析，不断的总结，才能更好的完善零件加工的流程，加工出更加标准的工件。数控铣削加工分十一步切削进行加工，工序如下:1)粗铣外型轮廓：采用 16mm的立铣刀，粗铣加工内外型轮廓，单边留精加工余量0.3mm。2)十字型腔加工：采用2mm的立铣刀，3)钻孔加工 ： 采用9.8的标准麻花钻，对前一步加工成型的定位孔进行钻孔加工，加工深度为35mm。4)铰孔加工： 采用10H8的铰刀，对图中 10H8的孔进行铰孔加工5)方形槽加工：采用R6的立铣刀6）扇形凸台的加工：采用30的立铣刀 2基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应道考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 线制定工艺路线方案如下：0 5 10 15锻压 热处理 铣 铣按图锻造 退火 铣正面 掉头铣底面，与正面达到平按级精度检验 HBS130170 作为基准面 行度要求 20 25 30 35铣 铣 铣 铣粗铣底面十字型腔 翻面 铣去凸台切削余量 粗铣正面方形槽 粗铣两个扇形凸台 40 45 50 55铣 铣 钻 钳工精铣正面方形槽 翻面 钻铰410通孔 .去毛刺精铣两扇形凸台 精铣十字形型腔 60 65 70 75铣 钳工 检验铣零件四边 1.去毛刺 1.检验各加工尺寸倒圆角4R34机械加工余量及公差的查取零件工序号工步名称加工表面尺寸（mm）余量(mm)公差（mm）底板0下料3-510铣底板正面见光1520粗铣底板底面101.5粗铣底面十字型腔48381.50.1-0.53035粗铣扇形凸台R25R15301粗铣方形槽20301（双边）40精铣方形槽同上0.0540精铣扇形凸台同上45精铣十字型腔同上0.0550钻钻孔49.80.2铰铰孔4100.35夹具的选择由于零件为方形板材，无特殊构建，所以使用虎钳就能很好的完成零件加工编程加工 1建立工件坐标系铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：(1) 编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算， 减少计算错误。(2) 编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。(3) 对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。2程序编制的原则工件坐标系原点的选择原则:1)工件原点应该选择在工件的设计基准上，以便于编程。2)工件原点尽量选择在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。3)工件原点最好选择在工件的对称中心上。3数控加工程序编制外轮廓主程序 坐标原点为零件左下角O0001G90G954G21G40G54F100M03 S1000X-30Y-30Z-11G41G01X0Y-10Y35G02X2Y42R3G01X52G02X55Y42G01Y3G02X52Y0G01X3G02X0Y3G40G40X30Y30M05M30底面十字型腔加工程序,坐标原点为零件对称中心O0002G90G954G21G40G54F100M03 S1000G00X0Y0Z5G01Z-2G41G01X10Y8X18.5G02X24Y2.5R6G01X-2.5G02X24Y-8R6G01X10Y-16G03X8Y-18R2G01Y-14G02X3Y-19R6G01X-3G02X-8Y-12R6G01Y-10G03X-10Y-8R2G01X-18G02X-24Y-3R6G01Y3G02X-18Y8R6G01X-10G03X-8Y10R2G01Y13G02X-3Y19R6G01X3G02X8Y13R6G01Y10G03X10Y8R2G40G01X0Y0Z5G00Z50M05M30 正面方形槽数控加工程序，对称中心为原点O0200G90G954G21G40G54F100M03 S1000G00X0Y0Z5G01Z-3G41G01X10Y0G01Y-9G02X4Y-15R6G01X-4G02X10Y-9R6G01Y9G02X-4Y15R6G01X4G02X10Y9R6G01X10Y0G40X0Y0G01Z5G00Z50M05M30四个通孔数控加工程序，坐标原点为对称中心O0502G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S1000Z15 M08G99G81G40X15Y15Z-15R10F100G99X15Y-15G99X-15-15G99X-15Y15G00Z50M05M30总 结 通过本课题的设计，我对普通加工与数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中选择刀具，我对数控工具系统的特点和数控机床的刀具材料和使用范围有了较深刻的了解，基本掌握数控机床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算有了进一步的认识。在设计过程中通过自己不断的学习，尤其是自主学习，和实践以及实验，我克服了许多的难题，这种成就感使感到十分的喜悦和兴奋。 通过本设计的实践，我真切体会到理论与生产实践相结合。教材中学到许多知识在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了一些意想不到的问题，在工艺方案确定后，加工程序也经过多次调整、修改才最终完成了零件的加工。看到自己设计出来的工艺规程，我对我自己和我所学的专业更加充满了信心。 经过一个多月的努力，我的毕业设计终于完成，一个多月的专心设计对我来说有着很大的收获，我学到了很多，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等等。