MJC01-117@模座制造工艺及线切割程序
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机械毕业设计全套
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MJC01-117@模座制造工艺及线切割程序,机械毕业设计全套
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台州职业技术学院 机电工程 学院 毕业设计（论文）任务书 （ 2008 届） 题 目 模座制造工艺及线切割程序 指导教师 艾立东 院 系 机电工程学院 专 业 数控加工 班 级 数控 0531 学 号 0323051038 姓 名 张诚 2008 年 3 月 1 日至 2008 年 5 月 1 日共 9 周 nts 2 一、 论文（设计）方向 ： 制造工艺及线切割 二、 主要参考资料 ： 机电学院 毕业设计（论文）教学工作规范 三、 课题的内容和任务要求 ： 1.模座的制造工艺 2.线切割程序 3.工艺卡片、 毕业论文 四、 毕业论文（ 设计）进度安排 ： （自行修改） 起 讫 日 期 工 作 内 容 备 注 第 6 学期第 1 周 下发任务书，需求分析，撰写开题报告 第 2 周第 3 周 撰写工艺卡片 第 4 周第 8 周 资料整理、撰写设计说明书 第 9 周 准备毕业答辩 学生（签名）： 年 月 日 指导教师（签名）： 年 月 日 毕业设计（论文）工作指导小组意见： 组长（签名） 年 月 日 注： 1.指导教师填写，任务下达人为指导教师，指导教师 和接受任务的学生均应签字。 2.此任务书最迟必须在学生毕业设计（论文）开始前下达给学生。 nts 工艺卡片 工序号 工序名称 工序内容 简图 加工机床 加工刀具 1 备料 铸件 2 热处理 时效 3 刨 刨31050及15050四 个端面和310150下牛头刨床 平面刨刀 nts表面 以310150下表面为基准 刨上表面 保证尺寸300 14010及突台尺寸 501430 刨 2 2砂 轮越程槽 4 划 划角 台虎nts线 上 4孔 线切割 7个工艺 孔 螺纹孔的中心线 钳 划针 5 钻 钻角上 4孔及线切割 7 个工艺孔 直径5 螺纹孔 直径13 钻床 麻花钻 nts6 线切割 加工出 7个成型孔 线切割机床 钼死 7 镗 镗两侧 4个20个孔 坐标镗床 镗刀 8 精磨 磨180140上表面 保证 尺寸17614010及 表面粗糙平面磨床 砂轮 nts度要求 9 攻螺纹 攻M15的螺纹 台虎钳 丝锥 10 终检 检验员检验 合格后交付装配 11 12 nts 毕业 设计 说明书 模座制造工艺及线切割程序 机电工程学院 专业： 数控加工技术 班级： 数控 姓名： nts 2 前 言 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控 领域，以 PC 平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的 发展途径。 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，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，他对国计民生的一些重要行业（ IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势 nts 目 录 摘要 第一章 工艺设计说明书 .3 1.1 毛坯设计 . .3 1.2 表面加工方法和加工顺序 . .3 1.3 余量及工序尺寸 .5 1.4 机床、工装的选择 .6 1.5 基准的确定及夹紧 .7 1.6 工艺路线 .7 第二章 线切割加工 .8 2.1 概述 .8 2.2 数字程序控制基本格式 .8 2.3 加工主要参数 .9 2.4 程序 .10 致谢 .11 参考文献 .12nts 4 模座制造工艺及线切割程序 摘 要 ： 介绍了模座制造工艺的编制过程， 并介绍了线切割程序的编制过程。 关键词： 模座 ，工艺，热处理，加工，线切割 1、 设计任务要求 具体图形尺寸如下： nts 2毛坯设计。 毛坯件是 一块材料为灰铸铁的铸件，如图所示： 3表面加工方法和加工顺序。 加工方法的选择 原则与方案的确定都是在保证加工表面的加工精度和表面的要求。由于获得同一个精度和表面粗糙度的加工方法有很多，因而 在实际选择的时候，要结合零件的结构形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于零件大部分未注尺寸公差 IT14，形状误差 C 级的各表面用半精加工就能符合要求，就不用再进行磨削加工等方法。 nts 6 （ 1）零件主要加工方法有以下几种。 1） 刨 削加工 在模具零件的加工中，应用 较广的是刨削 加工，加工精度可达IT10，表面粗糙度为 Ra=1.6um。 在我所设计的零件中，面加工所选用的加工方法就是 刨削加工，加工尺寸 310 150， 310 20， 150 20 表面尺寸到 300 140， 300 10， 140 10 以及保证 300 140 上表面中 50 14 的突台的尺寸。 2）磨削加工 为了达到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求，必须要经过磨削加工， 上表面中 180 140 尺寸中的表面需要用磨削加工的办法，因为上表面的表面粗糙度要求精磨就可以达到，所以我选用精磨。 3）钻孔 当然钻孔加工加工是必不可少的，镗削，螺纹，线切割都需要钻孔 4） 镗 削加工 因为我所要加工的 孔表面粗糙度为 Ra=1.6um，所以 需要 精 加工才能 达到设计要求。 零件四个角上的孔之间的位置关系要求保证，孔的精度也要求 保证为达到尺寸精度，孔加工我所选用的设备是坐标镗床，用的刀具是普通镗刀，这样才能达到精度的要求。 5）线切割 图中七个内孔由于有直角，所以用铣床加工不了，就选用线切割机床 6）攻螺纹 应为我所加工的摸具零件中还有一个螺纹，所以还需要攻螺纹 我所选用的刀具是 M15 的 丝锥。 （ 2）加工顺序。 1）基面先行原则。 用做精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。 我所选用的基面是 300 140 的下表面，以这个表面为精基准加工。 2）先粗后精 原则。 各个表面的加工顺序按照“粗加工 半精加工 精加工”的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。 3）先面后孔原则。 为了保证加工零件的尺寸精度要求，应先加工重要的表面，然后再加工孔以nts 及其他的位置。 我所选择的加工顺序是先在刨床上加工 6 个表面，然后以 300 140 下表面作为精加工的基准，钻孔，镗孔，磨，线切割都是以这个表面作为加工的基准。 4 余量及工序尺寸。 1）尺寸 上图零件长度 300mm， 宽度 140mm； 离中心位置各 90mm 有 2 个 14 50 的突台 ， 4 角相距 260 100 有 4 个 20 的孔 ， 上偏差尺寸 +0.025mm， 下偏差尺寸 -0.015mm表面粗糙度为 1.6； 距中心点相对位置有 7 个成形孔 ， 上偏差尺寸 +0.025mm，下偏差尺寸 -0.015mm，表面粗糙度 1.6。图中还有 1 个 M15 的螺纹。加工表面 单边 留余量 5 毫米粗加工表面，留 2 毫米精加工 表面 。 2）余量。 nts 8 a.单边余量： 零件 非对称 结构的 非对称 表面，其加工余量一般为单边余量（ 图 a） Zi = li-1 - li 式中 Zi - 本道工序的工序余量 li - 本道工序的基本尺寸 li-1 - 上道工序的基本尺寸 b.双边余量： 零件 对称 结构的 对称 表面，其加工余量为双边余量（图 b） 2Zi = li-1 li 在刨削粗加工时，保留单边 2 毫米的余量用做精加工，精加工时保证要求尺寸 在 磨削加工时直接保证要求尺寸及表面粗糙度的要求，在镗削加工时保留 2 毫米的 加工余量， 精加工保证要求尺寸，线切割直接精加工，保证尺寸及表面粗糙度要求。 所以 具体加工的尺寸如下： 粗刨零件尺寸 304 144 以及 54 18 精刨零件尺寸 300 140 以及 50 14 线切割保证尺寸 30 14 及其他的尺寸 粗镗零件尺寸 18 精镗零件尺寸 20 并保证在公差范围内 精磨保证高度尺寸 10 nts 5机床、工装的选择。 1）工件的装夹与夹具的选择。 在加工时，无论机床本身具有多高的精度，如果工件因装夹不合理而产生变形 或歪料，就会因此降低零件的加工精度。要正确装夹工件，必须合理地选用数控夹具，才能保证加工出高质量的产品。 2）工件装夹的基本原则。 根据具体轻快合理选择定位基准和夹紧方案。在确定定位基准与夹紧方案时应注意以下几点： A力求设计基准、工艺基准和编程计算的基准统一。 B尽量减少工件的装夹次数和辅助时间，即尽可能在工件一次装夹中加工出全部待加工表面。 C避免采用占机人工调整方案，以充分发挥数控机床的效能。 3）选择夹具的基本原则。 加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一 要保证夹具的坐标方向 和机床的坐标方向相对固定；二 要协调工件和机床坐标系的尺寸关系。除此以外，对于大量生产时，要考虑采用专用夹具，并力求结构简单。例如，为此零件所设计的弹性夹套既满足了加工精度要求的同时也达到了工件装卸迅速、方便、可靠的要求，也对其它的加工表面没有造成任何的阻碍。 4）对刀点的与换刀点的确定。 对刀点是用来实现找正刀具与一个在工件坐标系中确定位置的点。选择对刀点的原则是：便于确顶工件坐标系与机床坐标系的相互位置：在机床上容易找正，加工过程中便于检查：引起的加工误差小。对刀点可选在工件上，也可选在夹具上或机床上，但必须与工件定位基准有已知的准确尺寸关系，这样才能确定工件坐标系与机床坐标系的关系。一般情况下在铣削加工时，对刀精度不是很高，因为在加工的时候可以利用精加工的时候修改刀补来提高加工精度的要求。在加工一道工序中往往出现需要多把刀才能完成加工的情况，此时，换刀点的选择就显得尤为重要，在保证 换刀时不与工件、台虎钳等相撞的同时要使走刀路线尽可能短从而来提高加工效率。 nts 10 4） 机床的选择。 1） 刨平面的时候选用牛头刨床。 2） 磨表面粗糙度的时候我平面磨床。 3） 加工孔的时候我选用坐标镗床。 5） 工装的选择。 1） 刨床选用平面刨刀。 2） 磨床选用 砂轮 。 3） 镗床选用普通镗刀。 6） 夹具的选择。 因为不是大批量加工，而是单件加工，所以加工时没有采用专用夹具，在加工 采用压板等普通的装夹工具 。 6基准的确定及夹紧。 精基 准的选择应从保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精 度来考虑，同时也必须尽量使装夹方便，夹具结构简单可靠。例如，加工平 面端时，用台虎钳，采用两面夹紧的方案，做到了装夹的方便、可靠、准确。 同时也符合了基准统一原则，既保证了各加工表面间的相互位置和精度，避 免因基准转换而引起误差。而且简化了夹具的设计与制造，降低了成本，缩 nts 短了准备周期 7.工艺路线 。 1）备料。 铸件 2）热处理。 时效 3） 刨 。 刨 310 50 及 150 50 四个端面和 310 150 下表面 ，以 310 150 下表面为基准刨上 表面 ，保证尺寸 300 140 10 及突台尺寸 50 14 30 ，刨 2 2 砂轮越程槽 4） 划线。 划角上 4 孔、 线切割 7 个工艺孔、螺纹孔的中心线 5） 钻孔。 钻角上 4 孔及线切割 7 个工艺孔直径 5、 螺纹孔直径 13 6）线切割。 加工 出 7 个成形孔 7）镗 。 镗两侧 4 个 20 个孔 8）精磨。 磨 180 140 上表面，保证尺寸 176 140 10 及表面粗糙度要求 10） 攻螺纹 。 攻 M15 的螺纹 。 11）终检。 检 验员检验， 合格后交付装配 。 8、加工制造工艺卡 线切割加工 一、概述 nts 12 因为内孔中有很多直角，不能采用其他的加工方式，所以就采用了线切割这种办法 来加工这些空，因为线切割能加工内壁的直角，也是模具加工的一种常用方式。 1工作原理 电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。如图 3-25 所示，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。 图 1-1 电火花线切割加工示意图 2线切割加工机床 快走丝和慢走丝线切割机床两种。 3线切割加工的特点 （ 1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。 （ 2）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。 （ 3）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。 （ 4）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体等零件。 4线切割加工的应用 加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。 二、数字程序控制基本格式 数控线切割加工时，数控装置要不断进行插补运算，并向 驱动机床工作台的步进电动机发出相互协调的进给脉冲，使工作台（工件）按指定的路线运动。如图 3-26 所示。 工作台的进给是步进的，它每走一步机床数控装置都要自动完成四个工作节拍，如图 3-28 所示。 nts 图 1-2 斜线（直线）的插补过程 1 ISO 代码及其程序编制 （ 1） G00 为快速定位指令 书写格式： G00 X Y （ 2） G01 为直线插补指令 书写格式： G01 X Y U V （ 4） G90、 G91、 G92 为坐标指令 G90 绝对坐标指令 书写格式： G90（单列一段） G91 增量坐标指令 书写格式： G91（单列一段） G92 绝对坐标指令 书写格式： G90 X Y （ 6） G40、 G41、 G42 为间隙补偿指令。 G41 左偏补偿指令。 书写格式： G41 D G42 右偏补偿指令。 书写格式： G42 D G40 取消间隙补偿指令 （ 8） G54 为加工坐标系。 G84 校正电极丝指令。 M02 程序结束。 三、加工的参数 1线切割加工工艺参数的选择 nts 14 （ 1）脉冲参数的选择 见表 3-15 1-1 快速走丝线切割加工脉冲参数的选择 应用 脉冲宽度 电流峰值 脉冲间隔 空载电压 快速切割或加大厚度工作 20 15 为实现稳定加工，一般选择 t0/t1=5 一般为80 半精加工 10 6 精加工 2 2 （ 2）电极丝 钼 丝抗拉强度高，直径 0.08mm， （ 3）工作液 桃花油 2工件的装夹 悬臂式装夹 如图 3-64 图 1-3 悬臂方式装夹工作 4电极丝位置的调整 （ 1）火花法 如图 3-71 图 1-4 火花法调整电极丝位置 nts 5线切割加工的表面。 如图 1-5 使用线切割加工的原因是 用其他加工不能保证图上几个 角度为 90 度，所以 粗线表示 的表面我进行线切割加工。 四程序 。 O0001; N10 G54 G84 G90 G92 X-60 Y40; 建立起始点坐标 N20 G91 G41 G01 X7.5 Y0 D01; 加刀补 N30 G03 X-15 Y0 R15; R15 的半圆 N40 G01 X0 Y-25; 向 Y 轴负方向移动 25 毫米 N50 G01 X15 Y0; N60 G01 X0 Y25; N70 G40 G01 X0 Y0; 退刀补 N80 M02 结束 nts 16 O0002; N10 G54 G84 G90 G92 X0 Y0; N20 G41 G01 X7 Y0 D01; N30 G01 X7 Y-15; N40 G01 X-7 Y-15; N50 G01 X-7 Y15; N60 G01 X7 Y15;
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