菱形凸台零件的数控加工及工艺分析

目录

1绪论 (1)

2零件分析 (2)

2.1零件的结构特点 (2)

2.2.1零件图纸的工艺分析 (2)

2.2.2加工内容以及相关要求 (3)

2.2.3加工要点分析 (3)

2.2.4零件图纸上的尺寸标注 (3)

2.2.5分析变形情况 (3)

2.2.6零件的精度要求 (4)

3毛坯的选择 (4)

3.1分析毛坯的加工余量 (4)

3.2零件毛坯形状及余量的确定 (4)

4机床的选择 (4)

5零件加工定位基准的选择 (5)

5.1工件的装夹 (5)

5.2零件粗基准的选择 (5)

5.3零件精基准的选择 (6)

6选择并确定工艺装备 (6)

6.1刀具尺寸的选择 (6)

6.2刀具材料的选择 (7)

6.2.1刀具材料性能 (7)

6.2.2各种刀具材料 (7)

6.3量具的使用表 (8)

6.4切削用量的确定 (8)

6.4.1主轴转速的确定 (9)

6.4.2进给速度的确定 (10)

6.4.3背吃刀量的确定 (11)

7切削液的选择 (12)

8工艺方案的制订 (12)

8.1加工方案的制订 (12)

8.2刀具卡片的制订 (13)

8.3工艺过程卡 (14)

8.4工序卡 (16)

8.5走刀路线图 (27)

9程序编制 (31)

10加工零件 (39)

10.1建立工件坐标系 (39)

10.2对刀及刀补设定 (39)

10.3加工零件过程 (39)

11精度检验 (40)

总结 (41)

致谢 (42)

参考文献 (43)

附录 (44)

1绪论

随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。

本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了五年所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、 CAXA制造工程师软件、机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。

2零件分析

2.1零件的结构特点

要选择对某个零件进行数控加工，在一般情况下，不是所有加工内容都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。根据我院数控基地现有的的设备，故本次毕业设计的所有内容都选择在数控加工中心上加工。

2.2.1零件图纸的工艺分析

零件的精度要求需要从尺寸公差、表面粗糙度等方面综合分析。

图2-1 菱形凸台零件图

2.2.2加工内容以及相关要求

（1）上表面加工，保证零件的高度为25±0.1mm，粗糙度一般为Ra6.3μm。其余为Ra12.5μm。

（2）零件中部菱形凹槽加工。这部分轮廓深度为10mm，要保证R9mm的圆弧尺寸，中间五边行凹槽深度为5mm,要保证R8mm的圆弧尺寸。凹槽侧面的粗糙度为Ra6.3μm、深度为10mm和深度为5mm处的平面粗糙度均为Ra6.3μm。

（3）四个圆弧凸台部分的轮廓加工。要保证圆弧凸台部分的尺寸5mm以及上表面的高度差12mm。

2.2.3加工要点分析

数控加工中心的主要加工特点是工序集中，即工件在一次装夹后，连续完成铣、钻、镗、铰、攻丝加工等多道工序，从而减少了零件在不同机床之间的转换搬运时间，提高了效率。例如铣菱形凹槽时，应该把粗精加工安排在一起，这样就减少了换刀次数，在加工时，要保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。

另外，加工过程中尽可能减少换刀次数并使走刀路线最短，以减少辅助时间，提高效率。

2.2.4零件图纸上的尺寸标注

（1）按加工顺序标注尺寸，尽量减少尺寸换算，并能方便准确地进行测量。

（2）从实际存在的和易测量的表面标注尺寸，且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合。

2.2.5分析变形情况

由于该零件菱形凹槽深10mm，在加工过程中如果进给速度过快容易变形，所以应采用合理的加工方式。在加工的过程中选用合理的切削参数、刀具、夹具等。该零件的加工轮廓由平面、外轮廓、型腔等构成。

2.2.6零件的精度要求

该零件最高精度等级为IT10级，外轮廓四周、型腔以及上表面的粗糙度为Ra 6.3μm，

其它表面粗糙度均为Ra12.5μm，比较容易加工。

3毛坯的选择

所谓毛坯的加工余量，就是指使加工表面达到所需的精度和表面的质量而应切除的多余金属层的厚度。

零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程的自动化，使用余量的大小，如何安装、装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好，否则，如果毛坯不适合数控铣削加工，加工时将很难进行下去，根据经验，列举以下几点：

3.1 分析毛坯的加工余量

该图的毛坯采用铸铁，因为我考虑到我们学校现有的设备和自身的经济条件等问题，所以采用铸铁，毛坯尺寸105mm×105mm×30mm进行加工，由于该件是铸造件，毛坯的扭曲变形量的不同地方造成余量不充分，不稳定，因此，要采用数控铣削加工，其加工面都要具有充分的加工余量。

3.2分析毛坯的装夹

主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中完成所以的加工表面。

4机床的选择

根据零件的结构、形状、精度以及加工的难易程度等条件来选择数控设备的型号，由于该零件由平面、凹槽、圆弧等组成。根据减少定位、装夹和多次换刀带来的影响，结合我院实际情况采用加工中心（KVC650）进行加工，便可达到零件的各项精度。该机床的X轴行程450mm，Y轴的行程为650mm，Z轴的行程为500mm，工作台为4500X1370mm，主轴中心线至工作台的距离为460mm,主轴端面至工作台中心线距离为100—600mm，斗笠式刀库容量为10把，进给速度为5—8000mm/min, 主轴转速为20—6000r/min,电动机功率为5517.5KW。