泵盖零件的自动编程加工【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 学士学位毕业 设计 泵盖零件的自动编程加工 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 所 在 学 院： 专 业： 中 国 大庆 2014 年 5 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本文根据数控机床的加工特点，针对具体的端盖的零件图以及加工要求，对零件的工艺方案的分析与确定，工装方案的分析，刀具的使用选择和切削用量确定的选择，确定加工顺序和加工路线以及数控工艺工序卡片。 本设计采用自动编程软件编制程序，然后根据制定出的程序进行数控模拟仿真，数控模拟仿真用的软件是上海 宇龙数控仿真软件，制定出的仿真模拟为本次毕业设计提供了更形象的依据来解释本次设计的内容及结果，最后将模拟仿真过程录制成视频。 关键词： 工艺分析；编制程序；数控仿真 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n to of C in of of a of NC to C C C to a on of of as a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 录 . 言 . V 1 设计的目的和意义 . 1 . 2 产状态 . 2 件结构分析 . 2 . 3 择毛坯 . 3 艺分析 . 3 工路线 . 4 序间的衔接 . 4 4. 加工工艺过程卡 . 5 . 6 . 7 件加工内容 . 7 艺设计 . 7 定装夹方案 . 8 具的选择 . 9 工步骤 . 13 序编制及说明 . 25 7. 数控模拟仿真 加工 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 入系统 . 28 择机床 . 28 床回零 . 29 装零件 . 30 入 序 . 32 基准、装刀具 . 33 置参数 . 36 动加工 . 37 8. 设计总结 . 38 参考文献 . 39 致 谢 . 40 附 录 一 . 41 加工工艺过程卡片 . 41 附 录 二 . 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 前 言 随着工业革命的来临和现代科学技术的进步，以及数字化控制方面技术在机械行业中得到广泛应用，现代机械成果日益趋精密复杂，而数控机床是当下机械制造业技术改造和创新的必经之路，并且具有极高的研究价值。 20世纪 50 年代初第一台数控机床诞生了，数控机床是最具典型特色的机电一体化产品，综合了精密机械、电子、电力拖动、自动控制、自动检测、故障诊断和计算机等诸多方面的技术。数控机床的高精度、高效率及高柔性等特点决定了大力推广使用数控机床是我国制造业提高制造能力和水平，提高市场适应能力和竞争能力的必经之 路。 数控铣削加工是机械加工当中最常用和最主要的数控加工方法之一，加入世界贸易组织以来，我国汽车制造产业、航空航天制造产业得到了快速发展，大量具有复杂曲面的零件如模具、叶片和螺旋浆等，都需要用数控铣床进行加工。 数控加工毕业设计是为了我们把所学的机械制造、机械制造基础、金属工艺学以及数控技术及应用等专业知识的总结，是实理论与实践之间的桥梁。 这次数控加工的毕业设计，我们根据具体零件加工图进行工艺分析，确定加工方案、整理加工工序和确定零件夹具。在工艺加工过程中，主要考虑到精度、效率与加工成本，故该零件分为粗、 精加工这样就能保证了加工质量，又提升生产效率和降低加工成本。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计的目的和意义 设计的目的及意义主要由以下几个方面： 艺过程的拟定于加工，提高学生的设计能力和加工的系统化知识。 高学生的动手查阅资料收集能力。 把加工标准达到零件图的技术要求。 时的加工余量、工序、尺寸及公差的计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 产状态 绘制泵盖件零件图，如图 2示，零件材料为 热处理工艺等其他要求。 图 2件图 件结构分析 该零件属于板类型零件，加工上表面、轮廓、螺纹和孔。虽上表面以 A 基准有平行度要求，但可在一次装夹中来保证与 A 基准的平行度要求。零件的上表面有轮廓、孔及螺纹，在数控加工 中心和数控铣床上都可以满足图纸要求。 零件的变形情况，为了保证零件的加工精度，虽然数控机床的精度很高，但在加工过程中产生的切削拉力和薄板弹性收缩，容易使切削面发生振动，加工薄板的尺寸公差难以保证，同时，它的表面粗超度也会增大。该零件的厚度 15性足够在加工时不易产生振动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 择毛坯 该零件的材料为 此，该毛坯可为铸件，如图 3示。 图 3零件毛坯图 艺分析 该零件属于肋板型零 件，其上下表面均可在数控加工中心上加工完成。 工件中有十个孔，其中有一个是 32 的通孔，七个是沉孔，分别是六个107和1812，俩个定位销孔 6，俩个螺纹孔 加工的精度要求都较高，还有就是其它位置精度要求较高，所以这些部分在数控加工中心上完成加工。 考虑到泵盖零件中孔、螺纹及圆弧的加工精度要求及其位置精度要求都比较高，所以该零件的加工可以用装夹定位基准的下表面和侧表面在数控加工中心上完成加工。 从上述几条可以得出，该泵盖零件在数控加工中心上将下表面和侧表面作为装夹定位基准，将上表面的多余部分铣出，而其余部分遵循先面后孔、先粗后精、先外后内、先小后大等原则进行加工，利用上述的分析可以拟定零件的加工路线。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工路线 零件的加工方案。 锻造 热处理 数铣 钳工 检验 入库。 序间的衔接 （ 1）在热处理完成之后进行数控加工对其进行粗精加工工序。 （ 2）在数控加工中心上先对其进行粗加工达到基本加工要求，因为各部分的表面粗糙度质量的精度要高，所以在粗加工完成之后采用精加工，由于在加工过程中数控机床的加工效率高，更能体现了数控机床的高精、高效，并且工序集中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 加工工艺过程卡 该零件加工工艺过程卡如表 4示。 表 4械 加工工艺过程卡 零件 图号 材料 件数 毛坯类型 毛坯尺寸 板类型 铸件 16010025号 工序名称 工序内容 机床 工 装 1 铸造 铸模 压板 2 热处理 人工时效 3 数铣 1. 铣零件的上表面及至图纸要求。 2. 粗精铣凸台轮廓及圆弧。 3. 钻 6 个107的沉头孔。 4. 钻 2 个 6 的定位销孔。 5. 钻 1 个 32 的通孔。 6. 钻 1 个1812的沉头孔。 7. 钻、攻 2 个 螺纹孔 加工中心 数控平口钳 端面铣刀 平底铣刀 钻头 丝锥 4 钳工 去毛刺，飞边倒钝 台虎钳 锉刀 5 检验 检验零件 6 入库 涂油入库 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）肋板型零件的工艺过程中，从零件所需要的加工部位来看，该零件的上表面和侧表面都需要加工，并且在加工的时候不能再一次装夹中一次将零件全部加工完成。 （ 2）泵盖零件的各加工部位的表面粗糙度都是 是在泵盖零件中孔需要保证其位置精度，以及考虑到 所需的刀具数量和种类较多。为保证加工精度且减少换刀时间，所以加工内容适应放在数控机床上进行完成，以及有圆弧难以保证加工质量，还有就是类班型零件的加工中轮廓表面粗糙度要求较高。 因此，将工序 3 作为数控加工程序设计的工序。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 件加工内容 (1)螺纹和孔结构都集中在上表面，其中精度要求最高的为一个 32 通孔，精度为 面粗糙度为 个1812的沉孔 ，精度为 其次是 6 个107的沉孔， 2 个 螺纹孔以及 2 个 6 的定位销孔，其加工精度不高，没有粗糙度要求。 (2)从加工、定位和换刀三个方面考虑，以零件的底面为定位基准，以侧面为夹紧基准。位于上表面的外轮廓、孔及其螺纹都在数控加工中心上加工完成。 艺设计 择零件加工内容 该工序制定方案可以按粗加工和精加工的主次顺序完成，或全部加工表面按先粗加工后精加工分开进行，对于有面有孔的零件，可以先面后孔，按这种方法划分工步，可以提 高孔的加工精度。 根据零件图的分析，该零件的加工工步如下： （ 1）在数控加工中心上粗、精铣平面到图纸尺寸及精度要求。 （ 2）在数控加工中心上粗、精铣凸台至图纸尺寸 120,9010及 20的圆弧并保证其加工精度。 （ 3）在数控加工中心上粗、精铣外轮廓至图纸尺寸 160,10015及 （ 4）打 6107的沉孔， 2 6 的定位销孔， 1 32 的通孔， 11812的沉孔，2 螺纹孔。 定加工顺序 因为泵盖零件的工序较为集中，所以按使用刀具来划分，以同一把刀具完成工艺的过程作为一道工序，这种划分的方法合适于工件的代加工便面较多的情况。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 数控加工上常用这种方法。所以加工顺序如下：以工件中心为编程原点，以底面为定位基准先粗、精铣上表面并到图纸尺寸及精度要求粗、精铣凸台至图纸要求尺寸粗、精铣铣外轮廓至图纸要求尺寸按图纸要求尺寸打中心孔钻孔。 定装夹方案 夹分析 （ 1）零件的主要加工内容为侧边面的凸台和上表面的孔，因此，其切削力的主要方向是在泵盖零件的轴心线方向，以下表面承受主要切削力。因此确定下表面为主要 Z 向定位基准面。 （ 2）该零件为板类结构，当加工零件上的孔时，应避免刀具与夹具发生碰撞，所以，工件装夹定位必须为加工孔时预留安全操作距离。其方法是将工件向上升起，使工件下底面与夹具底座上表面预留一段安全操作空间。 具确定 夹具是机床装嵌工件的重要部分。工件定位后必须通过特定的机构对工件产生夹紧力，把工件压紧在定位原件上，使它的定位准确，不会因为切削力 、工件的重力、扭力或惯性力等的作用而产生位置的移动和震动，这样才能有效的保证加工精度。 该零件为板类型零件，加工内容主要集中于上表面，可以减少装夹次数，而且为中小批量生产所以选择通用机用平口钳就可以满足加工要求，考虑到有通孔，所以在装嵌过程中抬高工件，留出工件与用平口钳端面的间隔距离机用平口钳端面的间隔距离。 依上述考虑该零件装夹如图 6示： 图 6件装夹 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 具的选择 数控加工中心可选用的刀具种类较多，刀具的选择应根据数控加工中心的加工能力，工件材料的性能，加工工序，切削用 量以及其他相关因素选用刀具。刀具选择总的原则是：安装调节方便、刚性好、耐用度好和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换一般为人工手动进行操作，占用辅助的时间长，因此，必须合理安排刀具的加工顺序，一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位：进行粗、细加工的刀具应分开使用，即便是相同尺寸规格的刀具；先铣加工后钻加工；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工。 选择数控铣削用刀具在数 控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下 :一是铣刀半径应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取最小曲率半径的 。二是零件的加工高度 H (1/4 1/6) 最小曲率半径值 ,以保证刀具有足够的刚度。 具类型 加工肋板型零件选用的刀具及结构类型如图 6示： 图 6具结构类型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 刀具材料 考虑到加工中心高效的特点，应采用硬质合金端面铣刀和高速钢立铣刀进行切削加工，提高效率。 具规格 本工序的刀 具具体名称、刀具编号、刀具规格等内容见表 6示 表 6控加工刀具卡 数控加工车间 数控刀具卡 型别 零件图号 零件名称 泵盖零件 备名称 数控加工中心 设备型号 程序号 本材料 度 序名称 铣削 工序号 40 序号 刀号 刀具名称 刀具参数 刀补地址 加工部位 刀片 刀尖半径 刀杆规格 半径 形状 1 10 端铣刀 10 70 粗铣上表面凸台 2 7 麻花钻 7 100 钻 7 的通孔 3 10 平底刀 10 70 铣削 10 的沉孔 4 6 平底刀 6 90 铣削 6 的定位销孔 5 32 平底刀 32 100 钻 32 的通孔 6 12 平底刀 12 110 钻 12 的通孔 7 18 平底刀 18 105 铣削 18 的沉孔 8 头 00 钻 孔 9 10 平底刀 10 70 精铣上表面凸台 10 16 的丝锥 16 110 攻 螺纹孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 6具简图 面铣刀 钻头 立铣刀 丝锥 更改栏 编程员 共 1 页 工艺员 第 1 页 工艺室主任 更改单号 更改编号 更改者 日期 主工艺师 削用量的选择原则 铣削加工 的切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。 （ 1）背吃刀量或侧吃刀量 背吃刀量为平行于铣刀轴线测量的切削尺寸，单位为 铣时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度；侧吃刀量为垂直于铣刀轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 测量的切削尺寸，单位为 铣时，侧吃刀量为被加工表面宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。 背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： 要求为 25，如果圆周铣削加工余量小于 6铣一次进给就可以达到要求。但是在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分为两次进给完成。 ，应分为粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留 量，在半精铣时切除。 ，应分为粗铣、半精铣、精铣三步完成。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取 2铣时，圆周铣侧吃刀量取 铣刀背吃刀量取 1 （ 2）进给量与进给速度的选择 铣削加工的进给量 f mm/r 是指刀具转一圈，工件与刀具沿进给运动方向的相对移动距离；进给速度 mm/单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对移动距离。进给速度与进给量的关系为 5（ n 为铣刀转速，单位 r/给量与进给速度是数控铣床加工切削用量的重要参数。根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具选择及工件材料等因素。参考 切削用量手册选取或通过选取每齿进给量(Z 为铣刀齿数 )。计算每齿进给量具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的强度和硬度越高，反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀工件。表面粗糙度要求越高，齿进给量的确定可参考表 6取工件刚性差或刀具强度低时，应选取较小值。 表 6件材料 xf/铣 精铣 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3）切削速度铣削的切削速度齿进给量、背吃刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数成反比，而与铣刀直径成正比。其原因是当 pa、 增大时，刀刃负荷增加，而且同时工作的齿数也增多，使切削热量增加，温度升高，刀具磨损加快，从而限制了切削速度的提高。为提高刀具的耐用度可以使用较低的切削速度。但是加大了铣刀直径则可改善散热条件，可以提高切削速度。铣削加工的切削速度可参考有关切削用量 手册中的经验公式通过计算选取工件材料。铣削加工的切削速度参考值 表 6工步骤 控加工工序设计 （ 1）数控工序加工工序步骤见表 6 续表 6速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 铁 件材料 硬度（ 硬质合金铣刀 钢 225 18 42 66 150 225 325 12 36 54 120 325 425 6 21 36 75 铸铁 190 21 36 66 150 190 26 9 18 45 90 260 320 10 21 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2）工序中各个工步走刀路线见数控加工走刀路线表 6表 6 控加工各工步切削参数的确定 数控加工各工步参数见附表 表 6控加工走刀路线 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 床型号 序段号 加工内容 粗精铣上表面 共 页 第 页 面5符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 钻孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 床型号 序段号 加工内容 粗精铣凸台及轮廓 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 粗精铣外圆弧 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 钻 6 7 的孔 共 页 第 页 符号 含义 抬 刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6数控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 6 10 的沉孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 6 的定位销孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 32 的通孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 12 的通孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 18 的沉孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 铣削 底孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6控加工走刀路线表 数控加工走刀路线 零件图号 序号 工步号 程序号 0009 机床型号 序段号 加工内容 攻 螺纹孔 共 页 第 页 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起到点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 序编制及说明 型腔零件数控加工程序单如表 6 表 6序 解释 % 程序开始 始状态 轴正传 速移动 始进行粗铣外轮廓 . 削结束主轴停止 到换刀点 换 09 号刀具 轴正传 立刀具长度补偿 始进行精铣外轮廓 . 削结束主轴停止 到换刀点 换 02 号刀具 轴正传 立刀具长度补偿 7 的通孔 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 表 68322轴停止 到换刀点 换 03 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 削 10 的沉孔 . 轴停止 到换刀点 换 04 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 工 6 的定位销孔 . 到换刀点 换 05 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 工 32 的通孔 . 到换刀点 换 06 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 工 12 的通孔 . 到换刀点 换 07 号刀具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 表 611530轴正转 立刀具长度补偿 工 18 的沉孔 . 到换刀点 换 08 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 工 通孔 . 到换刀点 换 10 号刀具 轴正转 立刀具长度补偿 螺纹孔 . 消刀补 轴停止 序结束 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 数控模拟仿真加工 入系统 打开“开始”菜单。在“程序 /数控加工 仿真系统 /”中选择“数控加工仿真系统（ 点击，进入。 择机床 如图 7击菜单“机床 /选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择，机床类型选择立式加工中心并按确定按钮，此时界面如图 7示。 图 7床”菜单及选择机床对话框 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7控加工仿真系统”软件界面 床回零 调节 将旋钮旋转到回零位置，再点击 中的加号， 此时 X 轴将回零，同时 的 X 坐标发生变化；对 Y 轴和 Z 轴的操作相同， Y 与 Z 将回到零点。并且 回零指示灯亮起 。 此时操作面板上的指示灯如图 7示，同时机床的变化如图 7示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7面及操作面板上的指示灯 图 7工中心位置 装零件 点击菜单“零件 /定义毛坯”，在定义毛坯对话框（如图 7将零件尺寸改为高 25、长 160 和宽 100，并按确定按钮。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7义毛坯”对话框 点击菜单“零件 /安装夹具”，在选择夹具对话框（如图 7，选择零件栏选取“毛坯 1”， 选择夹具栏选取“平口钳”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。 图 7择夹具”对话框 点击菜单“零件 /放置零件”，在选择零件对话框（如图 7，选取名称为“毛坯 1”的零件，按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，用其移动零件，此时点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图 7示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7择零件”对话框 图 7动零件面板 入 序 数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用 统的 盘输 入。此处配合本手册，已存有一 序文件。 点击菜单“机床 /送”，再打开文件对话框（