V形连杆的数控铣削工艺设计及数控程序编制.doc

1、摘 要这些年来我国家对数控技术的重视，数控技术的一直发展，因高效率、高精度、高质量从而使得数控加工技术的应用越来越广泛。本次设计任务是对零件的加工工艺设计与CAM，使用CAD制图软件将零件的二维图形画出来，再用Mastercam软件画出三维图纸。接着对零件结构、精度、技术要求进行分析。设计加工零件的数控工艺方案，选择毛坯材料及大小、加工用的刀具、加工机床，以及合理的切削参数等。选择出最佳的加工工艺方案，然后使用Mastercam中的CAM模块对零件的数控加工程序进行编制，完成本次设计。关键词: 铣削；CAD/CAM；数控加工工艺；编程I目 录摘 要1第一章 图纸分析21.1零件介绍21.2零件

2、加工工艺性分析31.3主要的技术要求3第二章 毛坯的确定42.1确定毛坯的类型42.2毛坯尺寸和公差42.3设计毛坯图5第三章 分析零件工艺工艺63.1加工工艺路线的确定63.1.1加工路线划分原则63.1.2工艺路线安排63.2加工机床的确定73.3量具的选择8第四章 零件的定位以夹紧94.1定位基准的选择94.2夹紧方案的选择9第五章 确定加工刀具10第六章 关键工序分析126.1加工下表面分析126.2加工上表面分析126.3加工后侧面分析126.4加工右侧面分析12第七章 加工工艺文件制定137.1制定机械加工工艺过程卡片137.2数控加工工艺卡片13第八章 零件的数控程序编制148.

3、1编程方法的选择148.2 Mastercam软件介绍148.3 Mastercam软件编程操作158.4数控仿真加工265.6程序的后处理29第九章 零件加工结果分析319.1 检测项目及检测结果填写319.2 质量分析31第十章 产品实物32总结33致谢34参考文献35附表1机械加工工艺过程卡36附表2 数控加工工序卡片37第一章 图纸分析1.1零件介绍以下图1.1为零件的二维图纸,若图纸不清楚详见附件零件图图1.1零件二维图图1.2零件三维图1.2零件加工工艺性分析该零件材料为HT200。由零件图中可知，部分面为不加工面，需要加工的表面共有四个。下表面端面及30mm的端面要求粗糙度为Ra

4、3.2um、端面上有15mm及10mm的通孔、15mm孔壁粗糙度要求为Ra3.2um。上表面25mm端面及30mm的端面要求粗糙度为Ra3.2um、30mm的端面上有20mm的通孔、侧壁台阶面有个表面粗糙度要求为Ra25um、凸台切口的表面要求粗糙度为Ra6.3um。后侧面表面要求粗糙度为Ra3.2um、面上有2-3mm的两个孔表面粗糙度为Ra3.2um、2-M5的孔。右侧面有一个M6的通孔，无表面粗糙度要求。详细见零件图。1.3主要的技术要求技术要求：1.非加工面涂色漆2.未注明铸造圆角R3R5 51第二章 毛坯的确定2.1确定毛坯的类型毛坯的金属成形工艺类型多样，且每一种毛坯有多种不同的制

5、造方法。常用的毛坯主要有：（1）铸件 铸件常用于形状较复杂的毛坯；（2）锻件 锻件常用于强度要求高、形状较简单的毛坯；（3）型材 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。（4）焊接件 焊接件是将型材或板料焊接成所需毛坯，简单方便生产周期短。但需经时效处理消除应力才能进行机械加工；（5）其它毛坯 选择毛坯时应全面考虑下列因素：（1）零件结构形状及尺寸；（2）零件材料及力学性能要求；（3）现有生产条件及能力；（4）生产纲领大小；（5）充分考虑利用新工艺、材料、技术的性能。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的

6、耐磨性，所以选择铸铁铸造，能符合零件图纸的要求。2.2毛坯尺寸和公差（1）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，最大尺寸为115X40X60mm。（2）选择铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为812级取为11级。（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级。2.3设计毛坯图确定拔模斜度，根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5度。确定分型面 由于毛坯形状左右对称，最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为

7、分型面。毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，按照题目要求，在铸件取出后要做时效处理。下图为该零件的毛坯图:图3.1毛坯图第三章 分析零件工艺工艺3.1加工工艺路线的确定3.1.1加工路线划分原则工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步

8、提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。3.1.2工艺路线安排零件的加工路线安排如下工序1：准备毛坯工序2：时效处理工序3：加工下表面工步1：用20的立铣刀对下表面端面进行铣削工步2：用9.8麻花钻对10mm的通孔进行钻孔工步3：用14.8麻花钻对15的孔进行钻孔工步4：用10铰刀对10mm的通孔进行铰孔，保证其精度工步5：用15铰刀对15的孔进行铰孔，保证其精度工序4：加工上表面

9、工步1：用20的立铣刀对上表面轮廓进行铣削工步2：用10的立铣刀对上表面20孔进行铣削至图纸尺寸要求工序5：加工后侧面工步1：用20的立铣刀对后侧面端面进行铣削工步2：用2.8麻花钻对3mm的孔进行钻孔工步3：用3铰刀对孔进行铰孔，保证其精度工步4：用4麻花钻对M5孔进行钻孔工步5：用M5丝锥对M5孔进行攻牙工序6：加工右侧面工步1：用5麻花钻对M6孔进行钻孔工步2：用M6丝锥对M6孔进行攻牙工序7：去毛刺、清洗工序8：检验、入库3.2加工机床的确定一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）

10、占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。通过以上分析 选定数控机床为 本零件的加工制造的实用机床，可以达到本零件的要求，本零件不是回旋体零件，不适合数控车床加工，为复杂零件

11、适合数控铣床来加工，所以选择数控铣床。并且零件尺寸不大，在经济性的原则下可以选择行程较小的铣床。选用加工中心（FAUNCVMC1000） 加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。图3.1 VMC1000加工中心表3-1机床参数表工作台面尺寸（长宽）4071307（mm）主轴锥孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作台最大纵向行程6

12、70mm主配控制系统FANUC 0iMate-MC工作台最大横向行程470mm换刀时间（s）6.7s主电动机功率7.7/7.7（kw）进给速度7800（mm/min）脉冲当量（mm/脉冲）0.001工作台最大承载(kg)700kg机床外形尺寸(长宽高)(mm)2740mm2720mm2710mm机床重量(kg)4000kg3.3量具的选择从经济价值选择(经济性)在保证测量精度和测量效率的前提下 ，能用专用量具的，不用万能量具；能用万能量具的，不用精密仪器。由于本论文选择的零件加工精度要求不高，所以选用游标卡尺 、千分尺作为检查的 量具，即可达到加工精度的要求（如图3.2）。图3.2量具第四章

13、零件的定位以夹紧4.1定位基准的选择在确定定位基准时尽可能作到将工序集中，减少装夹次数，尽可能做到在一次装夹后就能加工出全部待加工表面；（1）粗基准的选择：选择毛坯上表面以及毛坯的外轮廓其中一对边为粗基准。（2）精基准的选择：以铣削后的下表面为精基准定位，铣上表面及凸台，外形，凹槽、孔等部位。4.2夹紧方案的选择对于数控机床它的零件的安装，还有普通机床它的安装，我们都要选择比较合符情理的定位基准还有它的夹装方案。以下两点要求：（1）基准，力求设计过程和编程计算，这个简单而明确的数值计算的程序设计。（2）我们不要夹装次数那么多，最好一次切削装夹过程后，把全部待加工表面都加工好。加工下表面时，选择

14、上表面为粗基准，选择两侧进行夹紧加工上表面时，选择下表面为精基准，从两侧进行夹紧加工后侧时，选择下表面为精基准，从两侧面进行夹紧加工右侧面时，选择下表面为精基准，从上表面和下表面行夹紧第五章 确定加工刀具1号刀20立铣刀：对于该零件上下表面及后侧面，加工面积较大，同时有较高的表面粗糙度要求，故选用20立铣刀进行加工，可以提高加工精度和效率，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的使用寿命。2号刀9.8麻花钻：由于10通孔的内表面粗糙度为3.2m，并提高切削效率，故选用9.8麻花钻粗钻，再用铰刀铰孔，保证其表面粗糙度要求。3号刀10铰刀：由于该零件的通孔孔面精度要求较高，故选用10铰刀铰孔才能达到所要求的精度。4号刀14.8麻花钻：由于15通孔的内表面粗糙度为3.2m，并提高切削效率，故选用14.8麻花钻粗钻，再用铰刀铰孔，保证其表面粗糙度要求。5号刀15铰刀：由于该零件的通孔孔面精度要求较高，故选用15铰刀铰孔才能达到所要求的精度。6号刀2.8麻花钻：由于3孔的内表面粗糙度为6.3m，并提高切削效率，故选用2.8麻花钻粗钻，再用铰刀铰孔，保证其表面粗糙度要求。7号刀3铰刀：由于该零件的孔孔面精度要求较高，故选用3铰刀铰孔才能达到所要求的精度。