毕业设计：底盘零件的加工

1、ZHUZHOU PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE毕业设计（论文）标 题： 底盘零件的加工学生姓名：系 部：机械工程系专 业：数控班 级： 0701指导教师：株洲职业技术学院教务处制目录 TOC o 1-5 h z 摘要 1.零件加工工艺分析 2.零件的分析 2. HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 毛坯的分析 3. HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 加工余量的确定 3. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 定位基准的选择 4.

2、 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 数控加工工艺方案的制定 5. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 加工工序的划分 4. HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 加工顺序的确定 4. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 设备的选择 5.机床的选择 6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 刀具的选择 6 HYPERLINK l bookmark20 o Curr

3、ent Document 夹具的选择 7 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 冷却液的选择 7. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 切削用量的确定 8.确定背吃刀量 . 8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 确定主轴转速 . 9确定进给速度 . 11工艺文件 1.2.工艺过程卡 12工序卡片 13确定走刀路线 1.9. HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 外轮廓的走刀路线 . 19平面的走到路线. 1

4、9 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 凹槽的走刀路线. 20 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 孔的走刀路线 . 20 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 零件加工过程 2.1.建立 G54坐标系 12建立刀补 21 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 零件加工 22 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 加工结果分析 22结果分析 22 HYPERLIN

5、K l bookmark76 o Current Document 原因分析 23附录 2.4.总结 2.8.致谢2.9.参考文献 3.0.摘要 从整体上分析该工件，其中有平面加工、轮廓加工、凹槽、凸台及钻孔等。由于形 状比较复杂，精度要求高，所以从精度上考虑，定位比较关键。为了保证加工精度，经 分析采用一次定位加工完成，按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工、先面后 孔的原则依次加工根据精度要求，该图的尺寸精度要求较高，即需要有余量的计算，正确规定加工余 量的数值，是制定工艺规程的重要任务之一。一般最小加工余量的大小决定于下列因素 加工质量要求较高的零件，采用加工中心时，应尽量分粗、精加

6、工两个阶段进行。 一般情况下，在加工中心上完成的精加工零件，大部分在普通机床上先安排粗加工。在具有良好冷却系统的加工中心上，对于毛坯质量高、加工余量较小、加工精度要 求不高或新产品试制等单件或生产批量很小的零件，也可把粗、精加工合并进行，可在 加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。对刚性较差的零件，可采取相应 的工艺措施，如粗加工后，在加工过程中安排暂停指令，让操作者将压板稍微松开，使 零件弹性变形恢复，然后用较小的夹紧力夹紧零件，再进行精加工。本设计从铣削加工 的角度来考虑，属于平面类零件，适合数控铣削的主要加工对象。从成本角度考虑，成 本适中，适合数控加工。通过数控工艺分析与加工

7、 , 巩固了自己以前所学过的专业基础 知识, 并理论联系实际 ,提高了我的动手能力和对分析解决问题能力 , 为今后工作打下坚 实基础。关键词 ：铣削、钻孔、铣槽、底盘零件1零件加工工艺分析零件的分析0士do石茫 58 土 a 07 斗 阳0.07斗图1-1底盘零件图从整体上分析该工件，其中有平面加工、轮廓加工、凹槽、凸台及钻孔等。由于形 状比较复杂，精度要求高，所以从精度上考虑，定位比较关键。为了保证加工精度，经 分析米用一次定位加工完成，按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工、先面后 孔的原则依次加工。1.2毛坯分析34mm根据零件材料、性能以及学校现有的设备要求选择零件的材料为铝件，留

8、的余量。并根据情况尽量使各个表面上的余量均匀。由于零件图样尺寸为110mm 90mm 25mm,所以选择毛坯尺寸为 115mm 95mm 硬钢522V523522632116991V819O14铝同 黄从理论上讲，Vc的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积 屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综合 考虑：取粗铣时 vc=15/min精铣时Vc=200in 代入6-1式中:1000 1503.14 201000 2003.14 20=2388.5r/min=3184.7r/min计算的主轴转速n要根据机床有的或接近的转速选取取 n 粗 =2

9、389 r/minn精 =3185 r/min同理计算 12 立铣刀：n精 = 3000r/min取 n粗=2000r/min进给速度切削进给速度 F 时切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位mm/min它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量fz (mm/力的关系为F=fZ Z N (6-2)每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗 糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高，fz越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，fz就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀， 可参考表6-2选取表5-2铳刀每齿进给量fz量 给 进 齿 每伍 m m z

10、( /z1铳 精亠咼刀 铳 金 合 硬亠咼刀 铳 金 合 硬钢57 O1 a5 a O1 a铝综合选取：粗铣fz =0.06 mm/z精铣 fz=0.03mm/z铣刀齿数z=3上面计算出：n 粗=2389 r/minn精 =3185 r/mi n将它们代入式子6-2计算。粗铣时：F=0.06X 3X 2389=430mm/min精铣时：F=0.03X 3X 3185=287mm/min切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整，以获得最佳切削状态。6数控加工工艺过程卡片零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛重/kg净重/kg底盘铝合金热轧件1工序号工序名称设备名称及型号夹

11、具进给量(mm/r)主轴转速切削 速度冷却液1粗-精铳 上平面数控加工中心平口 虎钳0.4mm/r3000r/min300m/min乳化液2粗-精 铳轮廓数控加工中心平口 虎钳0.4mm/r3000r/min300m/min乳化液3粗铳凹槽数控加工中心平口 虎钳0.2mm/r3000r/min200m/min乳化液4精铳凹槽数控加工中心平口 虎钳0.2mm/r2000r/min100m/min乳化液5铳$12的盲孔数控加工中心平口 虎钳0.05mm/r800r/min40m/min乳化液6铳$16的盲孔数控加工中心平口 虎钳0.05mm/r800r/min40m/mi乳化液7检查7编制舒远良审

12、核陈老师0000000(U-E、EE)(ug)B肆杆IHt:療撑1WCXIGMRBM赵闾迦 ftsMWM呱M 采 Hsss s单位数控加工工艺卡产品名称或代号材料株洲职业比技术学院底盘铝车间使用设备5-30数控加工室数控加工中心II11CLu工艺序号工艺名称2铣外轮廓111工步 号工步内容夹具量具及检具刀具主轴转速(r/min)进给速度(mm/mi n)背吃刀量备 注1铳夕b轮廓平口虎钳游标卡尺20立铳刀30003002编制舒远良审核陈老师单位数控加工工艺卡产品名称或代号零件 材名称 料株洲职业技术学院数控加工室数控加工中心工艺序号工艺名称车间使用设备工步工步内容500.074夹具量具及检具刀

13、具王轴转速(r/min)3铳4x12孔进给速度背吃(mm/mi n) 刀量1铳4x012孔平口虎钳游标卡尺12键槽铳刀3000300编制 舒远良审核陈老师单位数控加工工艺卡产品名称或代号零件 材名称 料株洲职业技术学院数控加工室数控加工中心工艺序号工艺名称车间使用设备铳 4x016扩孔工步工步内容铳 4x016的盲孔580,074夹具平口虎钳量具及检具编制 舒远良审核陈老师刀具012键槽铳刀王轴转速(r/min)3000进给速度背吃(mm/mi n) 刀量300媳怒旺超Inp9 規旦O O CMOOCOCMO O CMOOCOR皑曲TZmJTas叱lrillBK叱 丄厶7确定走刀路线7.1外轮

14、廓的走刀路线图8.1外轮廓走刀路线图7.2凹槽的走刀路线-r图8.2凹槽走刀路线图7.3凹槽的走刀路线图8.3凹槽走刀路线图7.4孔的走刀路线图8.4孔走刀路线图8 零件加工过程通过加工工艺分析以及程序编写，开始对机床工艺参数进行设定，加工出零件，根 据毕业设计要求，采用编程方式是手工编程，再将编写正确的程序输入数控加工中心， 进行零件加工；首先还要对机床工艺参数进行设定， 包括设G54坐标、刀偏（刀补）等。 8.1建立G54坐标系在数控加工KVC650k建立G54坐标系，其操作步骤如下：打开电源开关和加工中心上的电源开关和开机按钮，做好加工前的准备工作，把 机床设置回原点先选用平面度较好的面

15、为基准面加工出而以夹持面为基准把毛坯件装 在虎钳上，在控制面板上选择主轴，转动手轮按钮，把手轮旋转钮对在X上，用手轮将刀具移动在左侧下需要接近工件时打小移动速度慢慢的用刀去接触毛坯的边沿， 直到有 少量铝削出现为止，这时在控制面板上点击“编辑”进入“POS界面f相对f操作f起源一输入Xf按INPUT将X轴置零，在将刀具提起移动到工件的右侧下刀，使用相同 的方法，计算当前屏幕上X轴坐标的一半，在进入“ offset setting ” f坐标系f G54 输入计算的到的X值f按“测量”这样就完成了工件在 X轴坐标系的设定。用同样的方 法完成对丫轴的设定，即完成了 G54坐标系的设定。刀补的建立在

16、程序中，刀具路径是指刀具中心的运动路径，在实际加工中我们会遇到不同的刀 具，即使是相同的种类的刀具也有型号的差别，比如说刀具半径，刀具长度等。不同的 刀具写出的程序就不一样，更麻烦的是在刀具磨损后必须修改加工程序，这样会给加工 带来很大的不便，为了解决这样的问题我们可以使用刀具自动补偿功能， 运用这种功能， 在编程时就不需要考虑刀具的具体尺寸，只要在程序中加如有关补偿的指令，并在数控 系统中输入相关的数据，当程序在执行到该指令时刀具中心的运动路径会自动根据所给 的数据做相应的修正，这样就可以保证不同尺寸刀具长度补偿值是当前刀具和标准刀具 的长度差，标准刀的长度补偿值为零。通过试切法可以获得刀具

17、的长度补偿值。先在机 床坐标系中，用标准刀对刀也就是标准刀的刀位点碰工件的零点，设置工件坐标系，再 在工件坐标系中用当前刀对刀，记录此时动态坐标 Z,当前的长度补偿值为 乙8.3零件加工在G54坐标系建立好了以后，就可以开始正式加工了。首先为了保证程序毫无差错，一般都先用以经输入的程序对腊模进行加工，即使程序有错也不会浪费毛坯件，也 便于及时加以修改。这样确定所有程序的路线、加工工艺都正确无误后，便可用铝件对 毛坯进行机械加工。首先，选择毛坯件上较平滑的一个平面为粗基准。再次，就是进行 对刀，并以第一把刀为基准到进行其他刀具对刀、测刀补。点击控制面板上的“PROG-输入要加工的程序名称一“进行

18、轨迹仿真”-“自动”-“循环启动”-“开冷却 液”完成一系列的操作后，数控机床对工件进行自动加工了。9加工结果分析检验名称检验项目零件图要求检测方法实际尺寸是否合格底盘零件1长度1100.07mm游标卡尺110.07合格2宽度90 0.07mm游标卡尺90.06合格3咼度25+ 0.042mm游标卡尺25.02合格4孔12游标卡尺12合格5扩孔16游标卡尺 16.2合格6平面粗糙度Ra1.6ym目测7轮廓粗糙度Ra6.3m目测原因分析零件的表面粗糙度明显达不到要求， 其原因主要有：刀具的选择、 切削用量的确定、 下刀点的选择、装夹的误差等。刀具的选择，主要体现在加工凸台时选用的刀具过小， 行距

19、选择过大，使零件的粗糙度没有达到要求。切削用量，主要体现在加工圆弧时，有 过切和超程现象。下刀点，主要体现在加工键槽时，下刀点选择没有考虑到零件的实际 轮廓。装夹，主要表现在平行度和尺寸的保证。另外，机床进行加工时，在没有周期性力的作用下，刀具与工件也可能产生强烈的 相对振动。振动时，将产生动态切削力，并在工件的加工表面上残留下明显的有规律的 振纹，这种现象的振动属于自激振动。此外，在加工时要求机床主轴具有一定的回转运动精度。即加工过程中主轴回转中 心相对刀具或者工件的精度，当主轴回转时，实际回转轴线其位置总是在变动的，也就 是说，存在着回转误差主轴的回转误差可分为三种形式：轴向窜动、径向圆跳

20、动角度摆 角、主轴回转误差对加工精度的影响，切削加工过程中的机床主轴回转误差使得刀具和 工件间的相对位置不断改变，影响着成形运动的准确性，在工件上引起加工误差。附录主程序O004N10 G54G94G90G00X0Y0Z50N20 M03S1500N30 M06T1（ 铣上外轮廓子程序 ）N40 G00X-65Y-55N50 Z2N60 M98P140005（调用5号程序铣外轮廓）N70 G00Z2N80 X-49Y-29N90 M98 P60006（调用6号铣上外轮廓）N100 M06T2H02 （换 C 12 的立铣刀）N110 G00Z2N120 X-49Y-9N130 M98P5000

21、1 （调用1号子程序铣左边槽）N140 G00Z2N150 G51X-1Y1N160 M98P50001 （调用1号子程序铣右边槽）N170 G00X-19Y39N180 M98P50002 （调用2号子程序铣上边槽）N190 G00Z2N200 G91X0Y-1N210 M98P50002 （调用2号子程序铣下边槽）N220 G00Z2N230 X-24Y-8.869N240 M98P40003 （调用3号子程序铣中间槽）N250 M06T1 （换C 18的立铣刀）N260 G00X39Y29N270 Z5N280 G83X39Y29Z-3P1000Q2R5 （钻孔）N290 X39Y-29

22、 （钻孔）N300 X-39Y-29 （钻孔）N310 X-39Y29 （钻孔）N320 M06T02H02 （换C 12 立铣刀）N330 G83X39Y29Z-15P1000Q2R5N340 X39Y-29N350 X-39Y-29N360 X-39Y29N370 G80G00Z50N380 X0Y0N390 M30铣左右槽子程序O0001N10 G91G01Z-2F80N20 G90G01X-40Y-9F200N30 Y9N40 X-40N50 X-49Y-9N60 M30铣上下槽子程序O0002N10 G91G01Z-2F80N20 G90G01X-19F200N30 Y31N40 X

23、19N50 X-19Y39N60 M30铣中间槽子程序O0003N10 G91G01Z-2F80N20 G90G01X24F200N30 Y3.313N40 X-24N50 Y3.313N60 X24N70 Y8.869N80 x-24N90 Y-8.869N110 G01X8.869N130 x-24 y-8.869N140 M30铣上外轮廓子程序O0006N10 G91G01Z-2F80N20 G90G01Y29N30 G02X49Y29R10N40 G01X39N50 G02X49Y29R10N60 G01X39N70 G02X39Y-39R10N80 G01X-39N90 G02X-49Y-29R10N100 M30铣外轮廓子程序O0005N10 G91G01Z-2F80N20 G90G01Y55F200N30 X65N40 Y-55N50 X-65N60 M99总结本次毕业设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程， 通过毕业设计使我更加了解 了我院的 FANUC