典型零件的数控加工与实现-机电毕业论文(模板)

毕业论文 设计 毕业论文 设计 题题目目 典型零件的数控加工与实现 院院 系系 工程技术系 专业年级专业年级 机电一体化技术 2009 级 姓姓名名 张某某 学学号号 091210101 指导教师指导教师 李振华 年年月月日日 第 2 页 原原 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明 本人所呈交的毕业论文 是在指导老师的指导下独立进行研 究所取得的成果 毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果 数据 观点 等 均已明确注明出处 除文中已经注明引用的内容外 不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的科研成果 对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集 体 均已在文中以明确方式标明 本声明的法律责任由本人承担 论文作者签名 日期 第 3 页 关于毕业论文使用授权的声明关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料 包括图纸 试验记录 原始 数据 实物照片 图片 录音带 设计手稿等 知识产权归属新乡职业技术学院 本 人完全了解新乡职业技术学院有关保存 使用毕业论文的规定 同意学校保存或向国 家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权新 乡职业技术学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以 采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文 如果发表相关成果 一定征得指导教师同 意 且第一署名单位为新乡职业技术学院 本人离校后使用毕业论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时 第一署名单位仍然为新乡职业技术学院 论文作者签名 日期 指导老师签名 日期 第 4 页 新乡职业技术学院新乡职业技术学院 毕毕业业论论文 设文 设计 任计 任务务书书 班 级学生姓名学号专 业 发题日期 年月日拟完成日期 年月日 题目典型零件的数控加工与实现 题目类型 工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品开发 一 设计任务及要求 1 选取适合在数控车床 或数控铣床 或加工中心上加工的典型较复杂零件 2 完成从图纸分析 工艺分析 程序编制 加工或仿真等一系列步骤 3 要有最终仿真结果 二 应完成的硬件或软件实验 1 数控机床仿真软件实验 或 2 使用数控机床进行真实完整的零件加工 三 应交出的设计文件及实物 包括设计论文 程序清单或磁盘 实验装置或产品 等 1 毕业 设计 论文 5 8 份 2 零件图 1 张 工艺分析图若干张 3 加工或仿真结果或实物一份 4 毕业 设计 论文答辩课件 1 份或资料 5 8 份 四 指导教师提供的设计资料 1 毕业 设计 论文开题指导文件一份 2 毕业 设计 论文相关格式模板一份 3 毕业 设计 论文任务书一份 五 要求学生搜集的技术资料 指出搜集资料的技术领域 1 数控机床结构 原理相关知识及资料 第 5 页 2 数控加工工艺相关知识及资料 3 数控编程相关知识及资料 4 数控加工仿真或实操相关知识及资料 六 设计进度安排 第一阶段接受毕业 设计 论文任务书并收集整理相关知识与资料 4 周 第二阶段撰写毕业 设计 论文 6 周 第三部分向指导教师提交毕业 设计 论文电子文档 指导教师给予指导 并反馈学生给予修正 2 周 评阅及答辩向学院提交最终毕业 设计 论文纸质文档 学院安排答辩 1 周 指导教师 李振华2011 年 12 月 10 日 审 批 人 年月日 新乡职业技术学院 工程技术系 2011 年 以上内容可直接复制 填写使用即可 第 6 页 目目录录 摘要摘要 1 第第 1 章章 绪论绪论 2 第第 2 章章 典型车削零件的工艺分析与编程典型车削零件的工艺分析与编程 9 2 1 某某零件的工艺分析 9 2 1 1 零件图的分析 10 2 1 2 加工基准的选择 11 2 1 3 装夹方案的确定 12 2 1 4 加工顺序的安排 13 2 1 5 加工工序及工步的划分 16 2 1 6 刀具的选择及走刀路线的确定 20 2 1 7 切削用量的选择 22 2 2 加工程序的设计 23 第第 3 章章 典型车削零件的加工仿真过程及结果典型车削零件的加工仿真过程及结果 24 3 1 数控机床类型的选择 3 2 切削刀具的选择 3 3 数控机床的基本操作过程 3 3 1 数控机床的对刀过程 3 3 2 零件毛坯的装夹过程 3 3 3 零件程序输入过程 3 4 零件的仿真或加工结果 第第 4 章章 总结总结 34 谢辞谢辞 36 参考文献参考文献 37 附录附录 38 请参照以上目录内容撰写毕业设计论文 个人也可根据个人论 文具体情况进行适当修改 页码最后根据论文实际页填写 第 7 页 摘摘要要 车身焊装线是用于汽车生产的关键装备 它具有工艺流程庞杂 各工序物流要求 协调一致以及生产节拍匹配要求严格等特点 传统的焊装线规划设计方法 不能有效 地协调设计与制造各阶段的关系 以寻求企业整体全局最优效益 随着计算机辅助工 程和仿真技术发展的逐渐成熟 以数字化描述的虚拟设计和虚拟制造技术应运而生 为解决上述问题提供了一条有效的途径 本文以车身焊装线作为研究对象 基于 eMPower 软件平台 开展车身焊装线的虚 拟仿真研究 探讨利用虚拟制造技术进行焊装线规划设计的方法 首先 介绍了车身焊装生产线的特点 基于 eM Planner 规划管理模块 采用制造 信息模型和制造过程模型混合建模的方法实现对工艺规划中所有信息的管理 建立零 件库 工艺资源库 工艺操作库等工艺数据库 在此基础上 根据产品结构信息 定 义焊装线结构 实现焊装线的工艺布局 并使用 Pert 图工具细化工位间的衔接情况 确定工位内容的操作顺序 直观的实现工序布置 其次 结合某企业车身焊装生产线 的实际生产情况 基于 eM Plant 物流仿真模块 应用面向对象技术建立焊装线二维可 视化仿真模型 最后 进行了焊装生产线中的焊装工位建模仿真研究 以焊装生产线的一人工焊 装工位为实例 描述在 eM Engineer 模块中实现人工焊接仿真和分析的过程 关键词关键词虚拟仿真 eMPower 焊装线 请参照以上格式写摘要 请参照以上格式写摘要 第 8 页 第 1 章 绪论 注注 此部分首先要有一到几段引入本设计课题 主要概括介绍一下数控加 工工艺和数控编程 然后可写一些数控加工工艺和数控编程的理论知识 这些知识可以是课本上的 最好再参考一些相关文献 不可再大篇幅 论述 本章要求 3 4 页就可 注 下面几章的内容有些地方有问题 大家参考一下就好 不可照着抄袭 第 9 页 第 2 章 典型车削零件的工艺分析与编程 材料 45钢 件1 件 1 中心孔 M27x1 5 6g R3 30 95 30 5558 图 1 注 本章开始首先需要像上图一样画上零件图 2 1 某某零件的工艺分析与编程 2 1 1 零件的分析 该零件为典型的轴类零件 加工部位较多 精度要求较高 工序繁杂 在加工过程 中 对定位基准的选择 加工顺序的安排以及深孔加工 热处理工序等均应给予足够 的重视 零件材料为 45 钢 切削加工性能较好 零件表面为阶梯形 由外圆柱面 内圆柱面 外螺纹 逆圆弧 外圆锥 槽和孔等 表面组成 形状结构复杂 且尺寸标志有利于定位基准与编程原点的统一 便于编程 加工 且零件图尺寸标注完整 轮廓描述清晰 非常符合数控车削加工要求 从尺寸精度上看 20 38 45 以及外螺纹等几处轴向和径向尺寸有较严的 尺寸精度和表面粗糙度以及形位公差等要求 工艺性非常强 需仔细对刀和认真调整 机床 此外 工件的外圆锥面和圆柱面上有几处圆弧和倒角 由于圆弧半径较小 不 能直接用成型刀车削 因此必须用圆弧插补程序车削 这样加大了编程量 工作效率 低 2 1 2 基准的选择 2 1 3 加工方案的确定 第 10 页 2 1 4 加工顺序的安排 2 1 2 确定装夹方案 零件的左右两端面均为多个尺寸的设计基准 因此 在相应工序加工时 为了使工 序基准与定位基准重合 减少本工序的定位误差 应用三爪卡盘夹持 这样做装夹方 便 自定心好 精度高 适用于车削短小工件 此工件不能一次装夹完成加工 必须分两次装夹 该工件右端外表面为螺纹 不适于 作装夹表面 外圆锥面也不适于作装夹表面 所以 第一次装夹工件右端 加工左端 伸 长定位 75 第二次装夹工件左端 加工右端 如图 1 2 1 3 所示 图 1 2 第 11 页 注意修改图纸 图 1 3 2 1 3 确定工艺顺序及进给路线 加工顺序的确定按由内到外 由粗到细 由近及远的原则确定 在一次装夹中尽可 能加工出较多的工件表面 结合本零件的结构 可先粗精加工左端内孔及表面 然后粗 精加工右端各表面及螺纹 由于该零件为单件小批量生产 走刀路线设计不必考虑最短 进给路线或最短空行程路线 外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行 具体如 下 第一次装夹 粗车外圆表面及端面 将整个外表面粗车成型 即车至 46 留出 0 5 的精车量 为 防止工件轮廓发生干涉 刀具副偏角不能太小 必要时应作图样检验 精车外圆表面 钻中心孔 钻孔 采用 18 钻头加工圆孔 粗加工 20 内轮廓及锥面 精加工 20 内轮廓及锥面 加工槽 槽的宽度为 5 将零件车至 38 这个尺寸精度很高 所以 需光整 加工 第二次装夹 粗车外圆表面及端面 将整个外表面粗车成型即将外圆柱面车至 23 其中包 括两个 1 45 倒角和 20 外圆柱的加工 保持整个零件长度为 95 精加工上述表面 车退刀槽 刀槽宽度为 5 螺纹加工 注 本部分最好画图表示一下 注 本部分最好画图表示一下 第 12 页 2 1 4 选择刀具和切削用量 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一 刀具选择的合理与否 不仅影响 机床加工的效率 而界还直接影响加工质量 由于数控车床能兼作粗精加工 因此粗 车时 要选用强度高 耐用度好的刀具 以便满足粗车时大的吃刀量和大的进给量的 要求 精车时 要选择精度高 耐用度高的刀具 以保证加工精度的要求 此外 为 减少换刀时间和方便对刀 应尽可能夹刀和夹刀片 加紧刀片的方式要选择的比较合 理 目前 数控车床用的最破变得刀具是应质合金刀具和高速钢刀具两种 此毛坯应 选用的具体刀具如下表 1 1 所示 原因 刀具牌号YT 类适应加工塑性材 料 YT5 YT10 YT15 YG类加工脆性材料 YG3 YG5 YG8 YW类为万能型 可加工塑性材 料与脆性材料 表 1 1 数控加工刀具卡片 产品名称或代号数控车床工艺分析 实训 零件名称轴类零件零件图号 序 号 刀具 号 刀具规格名称数量加工表面刀具半径 备注 1T0145 硬质合金端面车刀1车端面0 5 2T02 4 中心钻1钻中心孔 3T03 16 的钻头1钻孔 4T0490 右手偏刀1自右向左车外表面0 2 5T05外螺纹车刀1车螺纹0 3 6T06切断刀1切 5 深槽 7T07内孔镗刀1镗孔及镗内孔锥面0 4 8T0890 左手偏刀1自左向右车外表面0 2 编制审核批准高中军共 1 页第 1 页 切削用量的选择也是数控加工工艺中的重要内容之一 根据加工于量的确定 粗加工 时 Ra 10 80um 一次进给应尽可能切除全部余量 在中等功率机床上 背吃刀量 可达 8 10mm 半精加工时 Ra 1 25 10um 背吃刀量取为 0 5 2mm 精加工时 Ra 0 32 1 25um 背吃刀量取为 0 2 0 4mm 下表 1 2 给出了一些切削用量数据 第 13 页 表 1 2 名称 工件材料工件条 件 切削深度 mm 切削速度 mm r进给量 mm r 刀具材 料 碳素钢 600MPa 粗加工5 760 800 2 0 4 YT 类粗加工2 380 1200 2 0 4 精加工0 2 0 3120 1500 1 0 2 钻中 心孔 500 800W18Cr4V 钻孔300 1 0 2 切断 宽度 5mm 70 1100 1 0 2YT 类 2 1 5 编写加工程序 加工程序如下 第 14 页 典型铣削件的工艺分析与编程典型铣削件的工艺分析与编程 注 本章开始首先需要像上图一样画上零件图 3 1零件分析 在铣床上进行工艺分析主要从零件的轮廓形状 尺寸精度 效率以及技术要 求等几个方面考虑 理论上的加工工艺必须达到图样要求 同时 又能充分合理 的发挥机床的功能 1 结构分析 该零件总体为矩形零件 在此基础 上下两面各由阶梯面组成 表面由圆 柱 圆弧 曲线 凸台 通孔 不通孔以及平面组成 形状复杂 加工检验较 困难 需两轴联动的数控铣床加工 2 精度分析 第 15 页 从图中可以看出 该零件的尺寸精度比较高 其中比较高的有外轮廓 16 和 34 以及四个圆孔的距离 尺寸公差为 0 01 0 03 其他的尺寸公差为 0 04 0 10 表面粗糙度比较高的为 Ra1 6 m 其余的表面粗糙度为 Ra3 2 m 还有零件的 凸起部分有较严的配合精度 如果处理不好 可能导致公差及表面粗糙度难以 达到要求 为了满足零件尺寸要求 孔距尺寸需进行孔距对称性的公差转换 3 毛坯余量分析 该零件的材料为 HT200 切削加工性能较好 无热处理和硬度要求 毛坯材料 为 44 44 32mm 毛坯为铸件 零件的刚度较高 加工过程不易变形 形状与毛 坯无较大的差异 因此 不宜留有较大的加工余量 到底余量多大 4 结构工艺性分析 零件的最大高度为 30 其中有上下凸台 有圆弧 曲线 圆孔和平面 圆 弧为 R4 圆孔直径为 8 还有轮廓部分有一定的弧度 各部分尺寸不统一 在加工各圆弧时 半径应尽量小 故需多把不同圆角半径的铣刀 为保证侧边有 较好的垂直度和表面粗糙度 在最后竟加工时 刀具可以相对水平面 在 Z 方向 提高 0 05 这样可以防止在精加工中 刀具受到轴向力的作用 5 定位基准分析 由于零件底部的尺寸精度低 故在加工过程中 先以零件侧边为定位基准 加 工下表面 然后 以下表面的平面为定位基准 加工上表面 加工过程中 以零 件的中心为坐标原点 根据上述分析 针对提出的问题 采取如下工艺措施 明确安排粗精加工 孔加工过程中 先钻孔 再镗孔 圆弧铣削应采用插补原理铣削 采用工艺集中原则 一次工装加工尽可能多的表面 到底基准在哪里 3 2 确定装夹方案 从图中可以看出 此毛坯的外形简单 又由于此零件为单件生产 因此 用平口虎钳装夹工件 在安装工件时 要注意工件应放在钳口中间部位 安装平 口虎钳时 要对它的固定钳口找正 工件被加工部分应高出钳口 避免刀具与钳 口发生干涉 粗加工铣削外轮廓时 应选择直径较大的刀具 这样可以提高效率 此零件不能一次装夹完成加工 必须分两次 由于上表面形状不规则 而且 非常高的配合精度 不适于作装夹表面 因此 第一次装夹完成下表面的加工 如下表 3 1 所示 第二次装夹完成上表面的加工 以上一次加工完成的平面为定位基准 利用 平口虎钳装夹 完成圆孔 凸台轮廓的加工 如下表 3 2 所示 第 16 页 表 3 1 表 3 2 第 17 页 3 3 确定加工顺序与走刀路线图 在铣床上加工零件时 一般有多个工步 使用不同直径的刀具 因此加工顺序安 排得是否合理 直接影响到加工精度 加工效率 刀具数量和经济效率 在安排加工 顺序时同样遵守 基面先行 先粗后精 先主后次 先面后孔 的一般工艺原 则 此外还应考虑 每道工序尽量减少刀具的空行程移动量 按最短路线安排加工表面的加工顺 序 减少换刀次数 节省辅助时间 一般情况下 每换一把新的刀具后 应通过移 动坐标 回转工作台等将由该刀具切削的所有表面全部完成 零件具体的加工顺序及走刀路线确定如下 1 钻中心孔 以利于钻削底孔时刀具找正 2 钻孔 利用 6 的钻头钻孔 3 铣平面 保证零件高度 30 5 左右 4 粗铣圆台及平面 5 精铣圆台及平面 6 转零件 再次装夹 7 粗铣外轮廓 留出 0 3 的加工余量 8 精铣外轮廓 9 精加工孔 3 4刀具和切削用量的选择 1 刀具的选择 根据零件的结构特点 铣削凸台 外轮廓时 铣刀可能会受到一定的限制 因 此 取 6mm 并采用立铣刀加工 第 18 页 1 粗铣加工时 选用 6mm 的高速钢立铣刀 2 精铣加工时 选用 6mm 的硬质合金立铣刀 3 钻中心孔 选用 4mm 的高速钢硬质合金中心钻 4 钻通孔 选用 6mm 的高速钢钻头 5 镗孔 采用硬质合金镗刀 为什么选用这种刀具 具体型号是多少 具体刀具选择如下表 3 3 表 3 3 数控加工刀具卡片 产品名称或代号车床工艺分析实训零件名称轴类零件零件图号 序 号 刀具 号 刀具规格名称数量加工表面刀具半径 备 注 1T01 6mm 高速钢立铣刀1粗铣表面 2T02 4 中心钻1钻中心孔 3T03 6 钻头1钻孔 4T04 6mm 硬质合金立铣刀1精铣轮廓 5T07内孔镗刀1镗孔 编制审核批准高中军共 1 页 2 切削用量的选择 根据被加工表面质量要求 刀具材料和工件材料 参考数控切削用量推荐表 见 数控加工工艺学 P172 和 P189 或有关资料选取切削速度与每转进给量 然后计算主 轴转速与进给速度 计算过程略 计算结果填入表中 粗铣时 主轴转速 n 180r min vc 18mm min a 1mm 精铣时 主轴转速 n 600r min vc 90mm min a 0 5mm 钻中心孔时 主轴转速 n 1000r min 钻孔时 主轴转速 n 600r min 粗镗时 切削速度为 50mm min 进给量为 1mm r 精镗时 切削速度为 90mm min 进给量为 0 15mm r 第 19 页 3 5 编写加工程序及数控仿真 略略 第第 4 章章 总结总结 总结一下本毕业设计完成的主要工作及收总结一下本毕业设计完成的主要工作及收 获 要求至少获 要求至少 2 页 页 第 20 页 参考文献 1邓仕珍 范淼海 汽车车身制造工艺学 北京 北京理工大学出版社 1997 2邵立