深腔零件的工艺分析及数控加工毕业设计论文【原创】

江苏财经职业技术学院 毕业设计 标题 ： 深腔零件的工艺分析及数控加工 系 别： 机械电子与信息工程学院 专 业： 数控技术 学 号： 1411102141 姓 名： 赵子渊 指导教师： 徐建高 2017 年 月 日. I 摘 要 这次毕业设计讲述深腔零件的工艺分析及数控加工，其设计的主要内容有对零件进行详细的分析、工件在机床上咋样装夹、零件加工的工艺流 程、零件程序的生成，零件图纸的加工步骤分析，清楚看清零件图上的尺寸、所需要的材料种类、技术要求、零件具体结构等；装夹有对毛坯、机床、夹具的选择；数控 的自动化程度高、成本不高、有良好的经济效益、工人劳动强度低，所以广泛的应用在我们的生活中。现代的制造业中，基本上都采用数控加工，它的作用已经越来越大，它可以更快更高效的加工零件，为全世界做出了巨大的贡献。 本文主要以数控铣床加工为核心，重点讲述法兰克系统的加工步骤，加工流程，数控编程过程以及操作方法。使用 件来对零件进行平面设计和实体造型，充分的显 示数控铣床的特征和加工范围。 关键词 ： 数控铣床；零件加工； 3D 造型. 录 摘要 . I 目录 . 言 . 1 1 深腔机构的零件图 . 1 2 深腔零件的造型设计 . 2 3 零件的工艺规程 . 11 4 零件的 动编程及仿真加工 . 15 结束语 . 34 致 谢 . 35 参 考 文 献 . 36 . 1 深腔零件的工艺分析及数控加工 引言 数控技术：是利用数字信息对机械的运动方向和加工的形状进行控制的方法。数控机床的基本设备； 控机床的组成：数控系统，输出输入系统，伺服系统，反馈装置。数控编程分为：手工编程，自动编程。手工编程指操作人员为了方便编写程序所自己画的加工轨迹弄得编程。自动编程：除了人工编写的其他采用 程软件输入零件的加工信息，经计算机处理自动生成的程序。现在数控制技术已经非常的流行和普遍了。现在 许多东西都是自动化了。数控加工操作简单，安全，精度高。 数控铣削加工中心的特点如下： (1) 加工精度高。 (2) 精度稳定性高 (2) 效率高。 (4) 表面质量好。 (5) 软件适应性大。 1. 深腔机构的零件图 本设计的零件图纸如下 . 2 图 2件图 根据图 要完成以下四项内容： （ 1）绘制零件图形； （ 2）对深腔加工工艺分析； （ 3）做一个好的加工方案； （ 4）使用 行仿真加工。 2 深腔零件的造型设计 件的选择 选择 件进行造型、生成数控程序。 腔零件的造型 制零件顶盖 （ 1）绘制零件的顶盖图 使用工具栏中的直线命名，绘制顶盖外形，图 2示。 . 3 图 2盖外形 （ 2）零件旋转 使用工具栏“旋转”功能，选种顶盖外形。点击旋转命令，旋转中心取外面的那条垂直的线，图 2示。 图 2盖实体 运用工具栏中直线功能，画出需要的图形，图 2示。 . 4 图 22）顶盖实体切割 点击工具栏里“挤出”功能，然后选中图中左侧的曲线，在界面设置如图 2示。然后单击确定，结果如图 2示。 图 2数设置 . 5 图 2维实体 （ 1）绘制草图 新建一个页面并创建直角坐标系。然后点击页面上方的 按钮，将圆中心设置在坐标原点，在 出入 个圆就行成啦。如图 示 图 击页面上方的 按钮，会弹出一个对话框，将矩形中心设置在坐标原点，在 中输入长度 48，宽度 个矩形就行成啦，结果如图 6 图 击工具栏的 按钮，在 中输入倒圆角 2，完成倒圆角，图2示。 图 2（ 2）拉伸底座实体 选择工具栏“挤出”按钮，对底座图进行向下拉伸，向下拉伸距离为 102示。 . 7 图 2选择工具栏“结合”功能，分别选择凸台底座实体，然后按 ，合为一个实体。结果如图 示。 图 2合体 运用倒圆角，面与面倒圆角，对外形进行倒圆角，结果图 2 . 8 图 2选择工具栏“实体”按钮，选种抽壳的实体，如图 示参数，单击 按钮结果如图 示。 图 2数设置 . 9 图 2壳后的实体 （ 1）绘制草图 按照样图中曲线，绘制出切开口的曲线，如图 内侧曲线所示。 图 2（ 2）切割底座实体 选 择工具栏“挤出”按钮，选择底座图形，点击实体里的切割命令，对底座进行切割。图 2示。 . 10 图 2（ 1）六边形凸台的绘制 运用 按钮画一个圆，在用多边形在圆中内切一个六边形，绘制出六边形凸台的如图 2示。 图 1（ 2）拉伸实体 选择工具栏“挤出实体”按钮，选择深腔里的六边形，对六边形进行拉伸，图 2 . 11 图 2选择工具栏“挤出实体”按钮，选择深腔里的圆，对圆进行切割，把圆作成通的，图 2示 。 图 23 零件的工艺规程 腔零件的工艺分 析 . 12 3件毛坯选择 根据实习加工所用的材料，把零件毛坯用 45 钢，毛料尺寸为 60 45 25 位基准的选择 （ 1）粗基准的选择：毛坯上未加工的表面 （ 2）精基准的选择：已加工表面。 夹方式的选择 用专用的夹具 序及工步的划分 工序 1：毛料 60 30 18。 工序 2：铣毛料上，下面， 工序 3：铣型腔、钻孔。 工序 4：铣六边形凸台和深腔外形。 工序 5：去掉零件四周毛刺。 工序 6：检验零件尺寸是否正确。 具的选择 刀具选择如表 示 。 . 13 表 控刀具卡片 序号 刀具号 刀具名称 刀具个数 加工步骤 刀具半径 / 16 立铣刀 1 粗加工 8 6 立铣刀 1 精加工深腔壁边，型腔内六边形凸台轮廓 2 4 平底刀 1 精加工深腔底面及六边形凸台上表面 4 立铣刀 1 精加工深腔四周壁边，半精加工型腔锥面 1 1 键槽刀 1 精修型腔内六边形凸台轮廓 3 球刀 1 精加工深腔内喇叭形状锥面 1 8 中心钻 1 钻 六边形凸台内 中心孔 花钻 1 钻深腔底孔 6 铰刀 1 铰内孔 2 16 立铣刀 1 粗加工 8 6 键槽刀 1 精加工外轮廓及四周交接面 4 球刀 1 精加工内轮廓六边形凸台及圆角 6 立铣刀 1 精加工六边形凸台轮廓 具切削用量的选择 (1) 大的背吃刀量 (2) 大的进给量 f (3)铣削速度 确定 根据 f 来确定 艺卡片的制定 艺卡片 工艺过程零件名称及型号 零 件 名 称 深腔 图 号 . 14 片卡 材 料 名 称 45 钢 毛坯 种 类 铸件 牌 号 尺 寸 55 25 25功 能 序号 工 序 步 骤 加工工种 设备名称 专用夹具 1 铣削毛坯 55 25 25 铣工 数控铣床 2 铣零件上下表面，尺寸控制到 工 数控铣床 机床自带平口虎钳 3 铣内型腔、钻内孔 铣工 加工中心 机床自带平口虎钳 4 铣六边形凸台及外形 铣工 加工中心 机床专用夹具 5 去除零件四周毛刺 钳工 6 检验尺寸是否合格 数控铣床加工工艺卡 序号 编号 夹具的名称 使用的设备 工作车间 9 床专用平口虎钳 数控加工中心 序号 内容 刀具号 刀具尺寸 /轴转速/(r/进给速度(mm/背吃刀量 /注 1 粗加工毛坯 16 外圆刀 1200 100 1 自动 2 半精加工壁边及型腔内的凸台轮廓 4 外圆刀 1600 50 动 3 精加工腔底及六边形凸台表面 6 键槽刀 1200 50 1 自动 4 精加工内壁及半精加工型腔喇叭形锥面 2 外圆刀 1200 60 动 5 精修六边形凸台轮廓 1 键槽刀 1200 40 动 6 精加工喇叭形锥面 2 球头刀 800 50 7 钻六边形凸台内中心孔 8 中心钻 500 30 2 8 钻底孔 花钻 600 20 10 铰孔 8 铰刀 600 60 工序号 程序编号 夹具类型 机床设备 车间 8 床专用 夹具 数控加工中心 . 15 序号 工步步骤 刀具号 刀具名称 / S F 注 1 开粗 16 外圆刀 1200 100 1 自动 2 精加工外轮廓 3 键槽刀 1200 50 动 3 半精加工凸台轮廓 6 外圆刀 1400 100 动 4 精加工凸台交接面 3 键槽刀 1600 50 动 5 精加工凸台及圆角 2 球刀 1800 100 动 4 零件的 动编 程及仿真加工 路轨迹设计 做凹圆弧曲面加工时需要用到。此部分的具体操作步骤，就不再详细论述，图 4 坯的尺寸设置 （ 1）加工需要的机床选择 选择工具栏中的：机床类型点击铣床点击默认，完成设置。 （ 2）加工需要的毛坯数值 点击操作管理面板中设置所需要的参数，图 示。 . 16 图 4 图 4选择图 对话框中设置参数，毛料的尺寸为 50 乘 40 乘 果图 示。 具的设置 选择 “刀具路径”点击“刀具管理器”点击对号，结果图 示 图 工型腔部分的刀路轨迹 加工的刀路设计 （ 1）单击左侧对话框内的“刀具路径”“外轮廓加工”“挖槽粗加工”，完成以上的设置，选种图 示图形的外轮的线，要保证零件是封闭的，按下 击 按钮；如图 示的深腔内轮廓挖槽粗加工刀具轨迹，选择 6键槽刀车刀，进给速度 80，主轴转速 1600，下刀速率 160，提刀速。 . 17 图 4图 4（ 2）单击“外轮廓加工”，加工余量为 （ 3）单击“挖槽内轮廓”，图 示。 . 18 图 4槽参数设置 （ 4）这弄好上面的问题，单击 按钮，图 图 4精加工壁边和六边形凸台轮廓的刀路轨迹 （ 1）单击左侧对话框内“刀具路径”“深腔内轮廓粗加工”，点中图 4腔内轮廓作为要被加工表面，点中图 4轮廓作为在此被加工干涩面，按下 击确认 按钮，显示图 具加工轨迹的数值，在对话框中，首先选择键槽刀，刀直径 6给率 80，主轴转速 1000，下刀率 100，快速提刀。 . 19 图 4工曲面 图 4图 4（ 2）单击“外轮廓加工参数”选项，将其中的“加工余量”设置为 它数值不改变。 （ 3）单击“等高外形粗加工参数”这个选项，将 Z 轴粗加工进给量设为 （ 4）设置以上完成后，单击 按钮，图 4 . 20 图 加工腔底和六边形凸台表面的刀路轨迹 （ 1）单击左侧界面内“刀具路径”“外轮廓加工”精加工深腔零件的外轮廓，点击如 击 下 击 按钮，图 具路径对话框内，选择 4 号刀，进给率 50，主轴转速 1200，下刀率 100，提刀速率 200。快速提刀。 图 4工面的拾取图 图 4涩面的拾取 . 21 图 4（ 2）选择 ，将加工需要的数值，整体误差 数值，输入图 4 图 4 3）以上数值的输入完成，检查没有错误后，单击 按钮，图 示。 . 22 图 加工壁边及型腔喇叭锥面的刀路轨迹 在根据以上的方法，运用外轮廓等高外形加工的方法，生成出精加工壁边和半精 加工型腔喇叭形锥面刀具轨迹结果如图 示。 图 4加工壁边和半精加工型腔喇叭形锥面的刀具轨迹 . 23 加工六边形凸台轮廓的刀具轨迹 同理，生成精加工六边形凸台轮廓的刀具轨迹图 4示 。 图 4加工喇叭锥面的刀具轨迹 （ 1）选择“刀具路径”“外轮廓加工”，加工深腔内的喇叭面，拾取图 示的内轮廓，拾取图 示的外轮廓。 图 4 图 4（ 2） 然后将刀具编号改为 2号，刀 具 直径 4给率为 100，主轴 转速 1000。选择图 4出现一个对话框，选择其中的编辑刀具，会又出现一个对话框，所谓编辑刀具就是把刀具的各种参数设定好，一般刀具的参数采用常用值就可以了，所以这里不必做过多的修改。它适用于粗加工和精加工。 . 24 图 43）单击， ，将做零件需要的数值出入进去，起始补正距离 5 等数值，图 4示。 图 45） 把需要进行设定的参数都输完以后，就会出现如图 4就是加工轨迹。 . 25 图 4 孔的刀具轨迹 （ 1）单击“刀具路径”“钻孔”，选中需要加工孔的中心，按下回 会出如图 示刀路参数设置的一个对话框，在界面中选择 刀，即直径为 3置进给率为 60，主轴转速 500，结果如图 示。 图 4 2） 编辑刀具的参数一般都使用默认的值，具体根据实际情况进行适当修改，最后单击对话框 4钮。 . 26 图 4（ 3） 把需要进行设定的参数都输完以后，就会出现如图 4就是加工轨迹。 图 4凸台及外 形的刀具轨迹 . 27 加工外轮廓刀路轨迹 图 4步 2 精加工外轮廓的刀路设计 （ 1）单击左侧对话框内“刀具路径”“外形铣削”，选中零件的外轮廓曲线，然后按下 ，图 择 2 号刀，即 3平底刀，设置进给速率为 80，主轴转速为 1600，下刀速率为 100，快速提刀，单击。 按钮，结果如图 示。 图 形铣削参数设置 . 28 （ 2）在对话框内点击“深度切削”，最大粗切步进量为 修量为 1，图 图 4（ 3）在对话框内点击 编辑刀具 就是把刀具的各种参数设定好，一般刀具的参数采用常用值就可以了，所以这里不必做过多的修改。这次改下深度的数值 为是通孔要大于工件的厚度， 图 4示。 图 4（ 4） 把需要进行设定的参数都输完以后，就会出现如图 4就是加工轨迹。 . 29 图 轮廓的刀具路径 精加工六边形凸台轮廓 图 . 30 加工凸台交接面 图 4加工凸台及圆角 图 处理设置 把制作好的的所有刀具路径全部选中 ，勾上对号，点击 按钮，出现图 4. 31 图 直接按 按钮，然后选择保存的目录，结果图 示。 图 真加工 单击左如图 4加工的所有的刀具路径选种，然后单击 按钮进入仿真界面，如图 4示。 . 32 图 4图 4接下来就是进行实体加工，把速度调到最大，然后就会有刀具自动进行仿真加最后就把深腔零件完美的加工出来啦， 图 4 . 33 图 工后的仿真效果图 图 工后的仿真效果图 . 34 结束语 完成事情过 程是辛苦的，但结果是幸福的，想想从开始的为难到最后的写完，体会了在整个设计的过程中的困难，看着自己的毕业设计进一步的完善的欢笑，面临困难感到自己不足而感到难过。毕业设计写完感觉满满的幸福，很开心自己完成了自