工艺分析和数控编程.doc

南通纺织职业技术学院 目 录摘要.2第一章 箱体盖板加工工艺分析.31.1零件的分析概述.3 1.2零件的作用.3 1.3零件的工艺分析.3 1.4确定零件的毛坯的制造形式.4 1.5零件的基面的选择.4 1.6确定零件的工艺路线.5 1.7加工余量、工序尺寸的确定.6 1.8确定各切削用量.8第二章 箱体盖板数控编程.12 2.1数控铣床概论及数控编程步骤.12 2.2箱体盖板数控编程的简要说明.13 2.3箱体盖板的数控编程.14小结.23致谢词.24参考文献.25摘要 毕业实践工作对于每一位即将毕业的学生来说都是非常重要的，它对我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们数控专业来说，在以后的工作中经常要做关于零件设计工作，在这里，我以箱体盖板为例，它在我们的机械中有很广泛的用途，对它的工艺过程和数控编程进行设计。主要的是对他的工艺进行分析，找到最好的工艺路线，并通过自己的计算得到各个工艺所需加工余量、工序尺寸的数据，再根据数控铣床进行数控铣削的编程，做毕业设计可以把以前所学的知识加以综合运用，起到巩固学到的知识的作用，从而提高分析，解决问题的能力。因此，认真的完成毕业设计是很有必要的。关键词：箱体盖板 工艺 数控 编程第一章 箱体盖板加工工艺分析1.1零件的分析论述工艺规程的制定需选择加工余量。机械加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，而且也影响工艺装备的尺寸，材料的消耗，切削用量的选择。因此，正确的确定机械加工余量，对于节约金属材料，降低刀具损耗，减少工时，从而降低产品制造成本，保证加工质量具有十分重要的意义。1.2零件的作用我设计的是箱体盖板的加工工艺。一面可以是平的，用于盖面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用，本图中的箱体盖板，其盖板有95的可以起到定位轴的零件作用，盖板上6X11mm和4X17.5均有Ra=6.3的配合要求，2-M30起到固定箱体盖板的作用。1.3零件的工艺分析毛坯图如下：图1 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。工作台需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：一主要加工面：1）铣底平面保证尺寸420mm，平行度误差为0.032）铣侧面保证尺寸27mm与下平面的垂直度误差为0.023）铣四周平面25mm至所要求尺寸，并保证各形位误差要求4）铣2-M30mm孔5）铣4-17.5mm孔16) 铣6-11mm孔（2）主要基准面：1）以下底平面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：箱体盖板上表面各孔、箱体盖板上表面2）以侧平面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：平面上的各孔1.4确定零件的毛坯的制造形式 根据零件材料确定毛坯为灰铸件，根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用-成本低等优点。本零件的材料HT200。假设年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。1.5零件的基面的选择（1）粗基准的选择： 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x向自由度，达到定位目的。（2） 精基准的选择： 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。1.6确定零件的工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。(1)选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。根据以上原则我设计了两条工艺路线经行比较，如下：工艺路线方案一：1.铣95mm槽2.钻30mm孔3.钻17.5mm孔4.钻11mm的孔5.粗精铣侧平面6.粗精铣底平面7.粗精铣宽280mm的平面8.综合检验9.防锈入库工艺路线方案二：1.粗精铣底平面2.粗精铣侧平面3.粗精铣宽280mm的平面4.铣95mm的槽，钻30mm的孔，钻17.5mm的孔及精铣，钻11mm的孔及精铣5.综合检验6.防锈入库第二条工艺路线不同于第一条是将加工钻孔工序放到后面。加工完各平面后,再加工其它工序,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零件的尺寸精度和位置精度都有很大程度的帮助。而且在做工艺分析和数控编程的设计中，要把在铣床上加工的所有孔放在一个工序中，工序一显然没有达到这个要求 采用先面后孔的原则，先加工各平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证17.5mm与11mm孔的形位公差要求.从提高效率和保证精度以及铣床上的工序房在一起这三个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。1.7加工余量、工序尺寸的确定箱体盖板的材料是灰铸铁，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1加工箱体盖板的底平面，根据参考文献，考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，从而达到图纸中零件所要求的12.5的粗糙度要求。2加工箱体盖板的侧面时，同样用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm。3加工17.5mm的孔，根据参考文献得到考虑加工余量2.8mm。可一次钻削加工14.3底孔，后粗精铣到17.54加工11mm孔时，根据参考文献考虑加工余量8mm。可一次钻削加工余量5mm，就可达到要求1.8确定切削用量工序：粗、精铣箱体盖板底平面（1）粗铣底平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式铣床。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献，取铣削速度：参照参考文献，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献（2）精铣底平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献，取铣削速度：参照参考文献，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=430刀具切入长度：精铣时l=500刀具切出长度：取走刀次数为1工序：加工上平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。工序：粗精铣的侧面：（1）粗铣的侧面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式铣床。查参考文献刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献，取铣削速度：参照参考文献，取。由式2.1得机床主轴转速：按照参考文献 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献,被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 式（2.2）刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣左右端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献，取铣削速度：参照参考文献，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献3表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（2.3）有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=180mm刀具切入长度：精铣时l=200mm刀具切出长度：取走刀次数为1精铣端面工序：钻17.5mm底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为17.5mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至14.3，粗精铣到17.5进给量：根据参考文献，取切削速度：参照参考文献，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度=25 刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序：加工26沉孔工件材料为HT200铁，孔的直径为17.5mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至17.5，选用26的麻花钻头。进给量：根据参考文献，取切削速度：参照参考文献，取由式（2.1）机床主轴转速：2，取n=450r/min实际切削速度：x 2=2.35M/S被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：工序：加工10底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为10mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至10，选用10的麻花钻头。进给量：根据参考文献，取切削速度：参照参考文献，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序：加工18沉孔工件材料为HT200铁，孔的直径为18mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至18，选用18的麻花钻头。进给量：根据参考文献，取切削速度：参照参考文献，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1第二章 箱体盖板数控编程设计2.1数控铣床概论及数控编程步骤数控铣床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别. 数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： 1、主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 2、进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 3、控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 4、辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 5、机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架2.2箱体盖板数控编程简要说明图22.3箱体盖板的数控编程以顶面定位，粗、精加工底平面O0001N1( F50) 选50的面铣刀G40 G49 G80 G90 加工初始化G54 X245 Y-75 Z200 调用坐标系G43 H20 Z100 建立刀具长度补偿G0 Z20 M03 S800 M08 切削液打开G0 Z5G01 Z0.5 F80 X210G91 Y25X-210G91 Y25X210G91 Y25X-245G90 G0 Z20 抬刀M9 切削液关M5 主轴停G91 G28 Z0 返回起始平面M0N2(F50) 选50的面铣刀,进行精铣G40 G49 G80 G90G54 X245 Y-75 Z200G43 H21 Z100G0 Z20M03 S1200M08G0 Z5G01 Z0 F60X210G91 Y25X-210G91Y25X210G91 Y25X-245G90 G0 Z20M9M5G91 G28 Z0M0N2(E25) 选25的立铣刀,进行铣侧面G40 G49 G80 G90G54 X-250 Y-90 Z200G42 D10 X-240G0 Z20M03 S800M08G0 Z5G01 Z-26 F60X210Y90X-210Y-100G40Y-150G90 G0 Y20 M9M5G91 G28 Z0M0M30以加工好的底面定位，加工上表面和钻17.5和30的孔O0002N1（F60） 选60的面铣刀，进行上表面的铣削G40 G49 G80 G90 加工初始化G54 X-170 Y-100 Z200 调用坐标系G42 H11 Y-120 建立刀具半径补偿G0 Z20 M03 S1000 M08 切削液打开G0 Z5G01 Z0.5 F100 G1 Y100X170Y-100X-250G01 Z2.5X-140 Y-70Y70X140Y-70X-140Y0X180G90 G0 Z20 M9 抬刀和切削液关M5 主轴停G91 G28 Z0 返回起始平面M0N2（F60） 选60的面铣刀，进行上表面的精铣G40 G49 G80 G90 加工初始化G54 X-180 Y-160 Z200 调用坐标系G42 H11 Y-120 建立刀具半径补偿G0 Z20 M03 S1000 M08 切削液打开G0 Z5G01 Z0 F100 G1 Y120X210Y-120X-220G0 Z2X-140 Y-70Y70X140Y-70X-140Y0X180G0 Z5X0 Y0G01 Z5 F60X-47.5G2 J47.5 铣95的圆G1 Z5G90 G0 Z20 M9 抬刀和切削液关M5 主轴停G91 G28 Z0 返回起始平面M0N3(14.3的钻头) 选14.3的钻头打17.5的底孔 G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X185 Y60G43 H22 Z100Z20M8Z5G98 G81 Z-28 R2 F60 打17.5的底孔X-185Y-60Y60M9 G0 Z20M5G91 G28 Z0N4(E10) 选10的铣刀,进行17.5的孔G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X-200 Y60G42 D13 X-185G0 Z20 M8M03 S1000Z5G1 Z-11 F40Y73G2 J-13G1 Z5G0 X-185G1 Z-11 F40Y73G2 J-13G1 Z5G0 Y-60G1 Z-11 F40Y-57G2 J-13G1 Z5G0 X185 Y-57G1 Z-11 F40Y-57G2 J-13G1 Z5G0 Z20 M9M5G91 G28 Z0M0N5(E17.5) 选E17.5铣刀铣17.5孔 G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X185 Y60G43 H24 Z100Z20M8Z5G1 Z-28 F60 铣17.5孔G0 Z5G1 X-185 F60G0 Z5G1 Y-60 F60G0 Z5G1 Y60 F60G0 Z5M9 G0 Z20M5G91 G28 Z0N6（D30） 选30的钻头G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X120 Y0G43 H26 Z100Z20M8Z5G98 G81 Z-28 R2 F60 打30孔X-120M9 G0 Z20M5G91 G28 Z0M30以加工好的顶面定位，加工上表面和钻11的孔N1(8.3的钻头) 选11钻头钻11的底孔 G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X150 Y80G43 H27 Z100Z20M8Z5G98 G81 Z-28 R2 F60 打11的底孔X0X-150Y-80X0X150M9 G0 Z20M5G91 G28 Z0N2(E10) 选10的铣刀,进行18的孔G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X160 Y80G42 D14 X150G0 Z20 M8M03 S1000Z5G1 Z-11 F40Y89G2 J-9G1 Z5G0 X0G1 Z-11 F40Y89G2 J-9G1 Z5G0 X-150G1 Z-11 F40Y-89G2 J9G1 Z5G0 Y-80G1 Z-11 F40Y-71G2 J9G1 Z5G0 X0G1 Z-11 F40Y-71G2 J9G1 Z5G0 X150G1 Z-11 F40Y-71G2 J9G1 Z5G0 Z20 M9M5G91 G28 Z0M0N5(E11) 选E11铣刀铣11孔 G40 G49 G80 G90 G15G0 G54 X150 Y80G43 H27 Z100Z20M8Z5G98 G81 Z-28 R2 F60 精铣11的孔X0X-150Y-80X0X150M9 G0 Z20M5G91 G28 Z0M30小结这次的工艺分析让我又一次巩固了原来学习的知识。虽然这次箱体盖板加工工艺和数控编程设计分析可能存在一些缺陷，但是却让我了解到，一、在工艺方面：机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。二、而在数控编程方面：