凸轮模数控加工工艺编制及零件的数控加工.doc

1、项目申请书姓 名班 级学 号项目名称：凸轮模数控加工工艺编制及零件的数控加工内容提要： 本毕业设计课题为“凸轮零件的数控加工工艺编制及数控加工”。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。数控加工就是要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息数字化，即编成零件程序，在加工程序单中的内容记录在磁盘等控制介质上，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序要求进行相应的运算处理，然后发出控制命令，使各坐标轴主轴以及辅助动作相互协调运动，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工技术路线和技术关键： 技术路线：分析零件的结构工

2、艺性确定零件的加工方法的加工路线零件的三维建选择刀具、选择切削参数手动编程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： 数控加工就是要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息数字化，即编成零件程序，在加工程序单中的内容记录在磁盘等控制介质上，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序要求进行相应的运算处理，然后发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调运动，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工指导老师意见： 同意签名： 4月 26日教研室意见：同意签名：4 月26日开题报告姓 名学号班级项目名称凸轮模数控加工工艺编制及零件的数控加工主要研究（设计

3、）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.手动编程；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：基于手动编程的零件三维建模方法 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手动编程重点难点：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. 5月11日5月17日，三维建模、手动编程、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

4、：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

5、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）手动编程及加工，大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3第1章 选材分析51.1工件的装夹61.2 工件的定位6第2章 零件的结构工艺性分析7第3章 数控加工工艺设计13.1 工序设计13.1.1凸轮摸的工序13.2 确定装夹方案和选择夹具13.3 选择刀具13.4 工序余量的安排23.5 加工中心加工切削用量的选择2第4章 手动编程及后处理34.1 实体切削验证3表4.1 数

6、控加工工序卡片34.2 数控加工程序34.2.1铣外轮廓34.2.2 钻孔44.2.3 扩孔54.2.4 铣槽54.3三维建模6后 记7参考文献8致 谢9附录101、产品效果图10 第1章 选材分析机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过 程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。所以此平面凸轮零件应选择最经济，最符合实际条件的材料。因为凸轮运转速度比较高所以强度要求高。塑性和韧性要求都比较高。所以我们选择45号钢。我们可以分析以下45号的性能。45号

7、钢又名优质碳素钢。45号钢基本性能如下：抗拉强度600(MPa)屈服强度:355(MPa)延长率16%断面收缩率40%布氏硬度197材料化学成分组成元素比例(%)碳C:0.420.50铬Cr0.25锰Mn0.500.80镍Ni0.25磷P0.035硫S0.035硅Si0.170.37试样毛坯尺寸/mm300推荐热处理正火:850推荐热处理/淬火:840推荐热处理/回火:600力学性能b/MPa:600力学性能s/MPa:355力学性能5(%):16力学性能|(%):40力学性能|AKU/J:39钢材交货状态硬度HBS10/3000，|未热处理钢:229钢材交货状态硬度HBS10/3000，|退

8、火钢:197特性及应用未热处理时：HB229热处理：正火冲击功：Aku39J强度高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。应用举例主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火1.1工件的装夹由零件简图可知，该零件是一个盘型凸轮。它的质量要求是：（1）：表面间的平行度和垂直度，为了保证配合能够紧密贴和。所以工件应该装的平稳。（2）：表面粗糙度和经济等级，一般

9、表面精度为IT6以上。表面粗糙度0.1高精度的表面。（3）：孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最终精度可达IT6-IT10。粗糙度1.6-0.4m。垂直度要求高。（4）其它部分达到尺寸要求即可。加工的关键问题是如何保证平面凸轮零件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度1.2 工件的定位工件的定位的目的是使工件在夹具中相对机床，刀具都有一个确定的位置。工件上用来定位的表面称为定位基准面，而在工序图上，用来规定本工序加工表面的位置的基准为工序基准1.工件的定位工件定位的意义在切削加工过程中，要使工件的各个加工表面的尺寸、形状及位置精度符合规定要求，必须使工件在机床或夹具中占有一个确定的位置。定位就是确定工

10、件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。工件定位是否准确，决定了工件的加工精度能否达到要求。在成批生产中，工件夹紧后，使之与车床、刀具保持一个确定的相对位置，也是缩短加工时间，提高生产效率的决定因素之一2.工件的定位原理1六点定位原理物体在空间的任何运动，都可以分解为相互垂直的空间直角坐标系中的六种运动。其中三个是沿三个坐标轴的平行移动，分别以x,y、z表示；另三个是绕三个坐标轴的旋转运动，分别以x,y,z表示，如图3l所示。这六种运动的可能性，称为物体的六个自由度。在夹具中适当地布置六个支承，使工件与六个支承接触，就可消除工件的六个自由度，使工件的位置完全确定。这种采用布置恰当的六个支承点来消

11、除工件六个自由度的第2章 零件的结构工艺性分析该底座的材料为45#锻件，毛坯为18018030mm的件。由图可知，该零件主要的加工内容为平面、孔，并且都集中在上表面。其中最高精度为IT6级,其中一部分的表面粗糙度为毛坯的粗糙度，剩余部分的则全为3.2m。从定位和加工两方面考虑，以上表面为主要定位基准面，先加工外面的凸台，在加工工件边上的4个圆弧槽，钻四个8mm,和12的通孔。最后扩12的孔至30其所有工序全部加工中心上加工。零件图9第3章 数控加工工艺设计3.1 工序设计按照先粗后精.先面后孔的原则,先粗、精铣外轮廓，再钻削8、12孔。最后扩30孔步骤如下：3.1.1凸轮摸的工序工序一：下料

12、下19019035mm方料工序二：铣工件的六方 铣工件的六方至18018030mm工序三：粗、精铣外轮廓工步一：粗铣外轮 精铣外轮廓：工序四：钻、铣8-H8的孔工步一：钻8-H8的通孔工步二：钻12的通孔工步三：铣12的通孔至30工序五：粗、精洗模的四周圆弧槽工序六：检验3.2 确定装夹方案和选择夹具该底座零件形状较简单.尺寸较小,但四个侧面较光整,加工面与非加工面之间的位置精度要求不高,故可选通用虎口钳,以底座和两个侧面定位,用虎口钳钳口从侧面夹紧.3.3 选择刀具根据加工内容,所需的刀具有钻头 ,平头铣刀，等,其规格根据加工尺寸选择.因XH715型加工中心的允许装刀直径:无相邻刀具为直径为160mm,但工件宽度为180cm,一次能铣削整个宽度,但是为了保证加工精度，至少需两次走刀.一般来说,铣刀半径一般小于加工零件轮廓的最小曲率半径，一般取R=（0.80.9），经综合分析确定粗铣外轮廓的铣刀直径选为直径为16mm.直径选为8mm和12mmm钻头，其详细参数见下表。表3.1 刀具参数表产品名称零件名称零件图号01程序编号O01-O04工步号刀具号刀具名称刀具补偿值/mm备注直径/mm长度/mm1T01平头铣刀16752T02平头铣刀16753T03平头铣刀10754T04钻头81250 3.4 工序余量的安排加工余量的大小，对零件的加工质量和生产效率及经济行均有较大的影响。