凹模的三维建模及零件的数控加工.doc

1、项目申请书姓 名班 级学 号项目名称：凹模的三维建模及零件的数控加工内容提要： 本毕业设计课题为“凹模的三维建模及零件的数控加工”。制造技术和装备就是生产人类生产活动的最基本的生产资料的技术和装备，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数控技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民

2、经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。技术路线和技术关键： 技术路线：分析零件的结构工艺性确定零件的加工方法的加工路线零件的三维建模选择刀具、选择切削参数生成刀轨加工仿真生成G代码上传到数控机床加工真实产品。技术关键：保证加工精度，提高生产效率。应用前景： 随着世界科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备，是国防军工装备发展的战略物资。数控机床的拥有量及其性能水平的高低，是衡量一个国家综合实力的重要标志。加快发展数控机床产业也是我国装备制造业发展的现实要求指导老师意见： 同意签名：年 4月 26日教研室意见： 同意签名：

3、年 4 月26日开题报告姓 名学号班级项目名称凹模的三维建模及零件的数控加工主要研究（设计）内容：1.分析零件的结构工艺性；2. 确定零件的数控加工工艺；3. 零件的三维建模；4.自动编程生成G代码；5.在数控机床上加工真实产品。方法及其预期目的： 实现方法：基于三维CAXA的零件三维建模方法和基于CAXA的自动编程方法。 预期目的：编写一套数控加工工艺规程，并完整的加工出真实的产品。项目特色和重点难点：项目特色：三维机械产品设计和CAXA自动编程。重点难点：数控加工工艺分析和工艺制订。课题进度计划：1. 4月28日5月3日，开题、收集资料；2. 5月4日5月10日，编写数控加工工艺；三维建模

4、4. 5月11日5月17日，三维建模、自动编程、加工产品；5. 5月18日5月29日，撰写毕业设计说明书；6. 5月30日，毕业答辩。指导教师意见：同意开题 指导教师签字：年5 月3日前 言本设计中根据数控加工应用的特点、专业培养目标和学习要求确定内容安排，力求通过课程的学习，使我们系统掌握数控加工的基本理论知识和常用工艺方法，重点掌握数控编程的方法与技巧，了解先进数控加工技术及发展趋势，具有分析数控加工结构工艺性、提高合理设计数控加工的能力，培养我们具有较强的从事数控加工工艺技术工作和组织数控加工生产管理工作的能力。通过本次数控加工，我们能够较全面地掌握数控加工工艺知识；注重培养我们全面的数

5、控加工的能力，不但掌握数控设备的结构，还要灵活操作使用数控设备。通过学习，能制定出合理的数控加工工艺规程，而且结合数控编程课程学习，能够自己制定加工工艺、自己编制程序、自己动手执行工艺过程并加工出合格的零件。内容包括：数控加工工艺设计（包括：零件图形的工艺分析、数控机床选择、数控刀具选择）CAXA制造工程师2013r2的刀路处理、自动编程及后处理，中批量生产典型零件数控加工工艺。由于设计者水平有限，其中有不免有缺点和错误，恳求指导老师批评指正。目录 前 言21绪论12零件的数控加工工艺性分析12.1零件图的完整性与正确性分析12.2 零件技术要求分析22.3尺寸标注方法分析22.4零件的结构工

6、艺性分析32.5 数控加工的定位基准33零件毛坯余量的确定43.1 分析毛坯的加工余量43.2 分析毛坯的变形及余量大小均匀性44 机床的选择55定位基准及装夹方案分析55.1 定位基准的选择56刀具的选择66.1刀具尺寸选择76.2 刀具卡片的制定87 冷却液选择88切削用量选择98.1确定背吃刀量108.2确定主轴转速108.3进给速度119 起刀、进刀和退刀的工艺问题的处理129.1 程序起始点、返回点和切入点（进刀点）切出点（退刀点）的确定129.2 起始平面、返回平面、进刀平面、退刀平面和安全平面的确定1410 数控加工工艺方案的制定1510.1 加工顺序方案的制定1510.2 制定

7、工艺路线和工序卡片1510.3 proe数控加工及后处理1611 程序的编制2612 检验零件32结 论34致 谢35参考文献36附录371、产品效果图372、机械加工工艺过程卡片1第 38 页 共 44 页1绪论随着数控技术的发展，数控技术是先进制造技术的代表。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，它对中国工业发展起着越来越重要的作用。凹模的加工,运用了我五年来所学的知识,从零件图的再设计到零件的加工,都是我一步一个脚印做出来的。零件在生产中运用到了机床操作、刀具的选择、零件工艺分析、工艺路线等一系列的内容。这

8、将我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 凹模零件的数控加工工艺性分析2.1零件图的完整性与正确性分析本零件由直线，R8圆角，R3圆角，12孔、18，, 6孔四，个四边形凸台、40外圆，在图纸上都已经完全表达出来了并且都符合加工要求和标准由于加工程序是以准确的坐标点来编制，零件的视图应足够、正确及表达清楚，并符合国家标准，尺寸及有关技术要求应标注齐全。图2-1是本零件的平面图。图2-1 底板2.2 零件技术要求分析零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下应尽量合理。过高的精度和表面粗糙度要

9、求会使工艺过程复杂，加工困难，成本提高。图2-1中要求尺寸高度方向和长度方向的尺寸公差为，表表面为Ra6.3，数控铣削加工经粗、精加工可达到IT7级，表面粗糙度可达到Ra3.2,故比较容易加工，但加工时如果装夹不当极容易产生振荡，如果定位不好可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难以保证。2.3尺寸标注方法分析零件图上的尺寸标注方法有局部分散标注法、集中标注法和坐标标注法等。对于在数控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证的前提下，可不必用局部分散标注，应采用集中标注或以基准同一标注，即标注坐标尺寸，这样，既便于编程又有利于设计基准、工艺基准与编程原点的统一。如果是手工编程，尺寸的标

10、注要符合手工编程的一些要求，比如各个点的坐标位置要非常清楚的标注出来，这样方便我们编程时候坐标的计算。现在我们采用软件编程，只需要拾取工件的轮廓 既可以加工出符合要求的零件，因此零件的尺寸标注坐标点显得不是那么重要。2.4零件的结构工艺性分析(1) 分析零件的变形情况，保证获得要求的加工精度，虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，就应工艺上充分重视这一问题，应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防。该零件的材料是属于铝类零件，属于不易变形的零件，能够满足要求。(2) 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸，根据图纸，凸台类零件，对轮廓的转角尺没能够统一，若工件的被加工轮廓高度低，转接圆弧半径大，

11、可以采用较大直径的铣刀来加工，且加工其底板面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因此工艺性能就好。综上所述，在一个零件上，这种内腔圆弧半径数值上的工艺性显得相当重要，零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，一般来说，即使不能要求完全统一，但也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量减少铣刀的规格与换刀次数，并避免因频繁换刀而增加了零件加工面上的接刀阶差，降低表面质量。零件自身属于型腔类零件，并且里面有圆弧，凸台，孔等，结构比较复杂，因此2.5 数控加工的定位基准加工中定位基准的确定应注意以下几点：(1) 应采用统一的基准定位，数控加工工艺

12、特别强调定位加工，若无统一的基准定位会因工件重新安装产生的定位误差而导致加工后的两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象，因此为保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。(2) 统一的基准可以是工件上已有表面，也可以是辅助基准，工件上最好有合适的孔作为定位基准，若没有，应专门设置工艺孔作为定位基准，称之为辅助基准，工件上如没有合适的辅助基准位置，可考虑采用在毛坯上增加工艺凸台，制出工艺孔或在后续加工工序要加工掉的余量上设置工艺孔，在完成定位加工后再去除的方法。 因为工件的6面，精度和粗糙度要求都比较低，在普通铣床上就可以加工，因此为了节约成本，我们在数控加工本零件之前，已经在普通机

13、床上加工了6面到需要的尺寸，这样我们在加工内腔形状，凸台和孔的时候就可以用底面和侧面定位，一次加工整个内腔。3零件毛坯余量的确定 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铝合金，且达到要求。所以2-1图采用15510536（mm）的毛坯尺寸进行加工，由于该件是锻造件，须考虑用到砂型误差、收缩量及金属液体流动性差不能充满型腔等造成余量不均匀，此外，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

14、加工，其加工面均有充分的余量。3.2 分析毛坯的变形及余量大小均匀性分析毛坯加工中与加工后的变形程度，考虑是否采用预防性措施和补救性措施，是对零件加工变形的一个重要保证。如对于厚铝合金板，经淬火时效后很容易在加工中与加工后变形。这时最好采用经预拉伸处理的淬火板坯，对于毛坯的余量大小及均匀性，主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。自动编程时，尤其重要。4 机床的选择根据图形结构有曲面轮廓、圆弧、内腔、凸台等型面，加工内容较复杂，为了避免重复定位带来的误差，减少手工换刀操作，结合我院机床的实际情况。采用加工中心（KVC650）进行加工，该机床的X轴的行程450mm，Y轴的行程为650mm，

15、Z轴的行程为 500mm，工作台为4501370mm，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20-6000 r/min。5定位基准及装夹方案分析5.1 定位基准的选择根据零件图及加工要求选择设备为加工中心KVC650，同普通机床一样在加工中心上加工时装夹仍应遵守六点定位原则：(1) 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。(2) 当零件的定位基准与设计基准不能重合且加工面与其设计基准又不能在一次安装内同时加工时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。(3)