畢業(yè)設(shè)計(jì)——零件BW02800072的數(shù)控加工研究.doc

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1、 零件BW-02800-072的數(shù)控加工研究 【摘要】 本文通過(guò)對(duì)企業(yè)中零件BW-02800-072的圖樣進(jìn)行分析，確定了零件的加工內(nèi)容和加工要求，根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)了零件的加工工藝路線，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，選擇了該零件的加工設(shè)備、加工夾具、加工刀具以及切削參數(shù)，編制了規(guī)范的零件加工工藝卡片。使用NX6.0軟件編制了零件的加工刀路并進(jìn)行了仿真加工，通過(guò)后處理得到了零件的加工程序，完成了BW-02800-072的加工全過(guò)程。 【關(guān)鍵詞】：零件BW-028

2、00-072；工藝分析；編程 目錄 引言 1 一、加工設(shè)備簡(jiǎn)介 2 （一）加工中心的分類以及加工對(duì)象 2 （二）“VDL-600A”加工中心的主要參數(shù) 3 （三）“VDL-600A”加工中心的組成 3 二、零件BW-02800-072的工藝分析 4 （一）零件圖樣分析 4 （二）加工內(nèi)容 5 （三）工件毛坯的選擇以及裝夾 6 （四）刀具的選擇與確定 7 （五）零件的工藝路線分析 8 三、零件的程序編制 9 （一）編制零件加工刀路 9 （二）加工重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 12 總結(jié) 13 參考文獻(xiàn) 14

3、 謝辭 15 引言 通過(guò)對(duì)產(chǎn)品制造工藝分析，加工程序的編輯以及對(duì)整個(gè)過(guò)程的把握，使得我數(shù)控技術(shù)的理解更進(jìn)一步，并且使得自己的產(chǎn)品生品從設(shè)計(jì)到成型的能力更的到提高。數(shù)控技術(shù)不僅是現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是未來(lái)生產(chǎn)力的主要發(fā)展方向，離開(kāi)了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無(wú)本之木。通過(guò)實(shí)習(xí)階段專業(yè)知識(shí)的積累與技能的提升，越來(lái)越感覺(jué)到數(shù)控生產(chǎn)中工藝化的重要性。本文中零件BW-02800-072是企業(yè)中一個(gè)非規(guī)則零件，采用數(shù)控設(shè)備加工，而編制零件加工工藝和零件加工程序是數(shù)控加工的主要內(nèi)容。

4、 一、加工設(shè)備簡(jiǎn)介 （一）加工中心的分類以及加工對(duì)象 加工中心按床身結(jié)構(gòu)和主軸結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾類： 1.臥式加工中心（HMC）：主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖1-1所示。 2.立式加工中心（VMC）：主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖1-2所示。 圖1-1 臥式加工中心 圖1-2 立式加工中心 加工中心是備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床，與普通機(jī)床加工相比，加工中心具有許多顯著的工藝特點(diǎn)：1．加工精度高2．表面質(zhì)量好3．質(zhì)量穩(wěn)定4．生產(chǎn)效率高5．具有較強(qiáng)的故障自診斷功能6．軟件適應(yīng)性

5、強(qiáng)。 （二）“VDL-600A”加工中心的主要參數(shù) 本零件選用“VDL-600A”加工中心，“VDL-600A”加工中心的主要技術(shù)參數(shù)如表1-1所示。 表1-1 VDL-600A主要參數(shù) 型 　號(hào) VDL500 VDL600A VDL800 工作臺(tái)規(guī)格（長(zhǎng)寬） 700320mm 800x420mm 900x420mm 工作臺(tái)最大載重 150kg 500kg 500kg X坐標(biāo)行程 450mm 600mm 800mm Y坐標(biāo)行程 350mm 420mm 420mm Z坐標(biāo)行程 380m

6、m 520mm 520mm 主軸中心線到立柱導(dǎo)軌面距離 430mm 511mm 511mm 主軸端面至工作臺(tái)上平面距離 140～520mm 150～670mm X、Y、Z切削速度 0～10000mm/min X、Y、Z快速進(jìn)給速度 24/24/20m/min 24/24/20m/min 主軸最高轉(zhuǎn)速 8000r/min 8000r/min 60～8000 r/min 刀庫(kù)容量 12把(斗笠式) (24把刀臂式可選)(斗笠式) 16把(斗笠式);(24把刀臂式可選) 刀柄 BT40 BT40 （JT40可選） 刀具最大重量 6k

7、g 7kg 刀具最大直徑 Φ100/Φ150(鄰/空)mm Φ100/130（刀臂式Φ77/110）mm 工作臺(tái)T型槽（槽數(shù)槽寬槽距） 314110mm 318125mm 數(shù)控系統(tǒng) FANUC 0i-MC （三）“VDL-600A”加工中心的組成 1、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 用來(lái)接收加工程序的各種信息，然后向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行指令。內(nèi)部有專用計(jì)算機(jī)、線路板等；外部有程控面板（CNC Control Unit）、機(jī)床動(dòng)作操作面板（Operation Panel）以及屏幕顯示器（CRT）等，如圖1-3所示。 圖1-3操作面板 2、伺服控制系統(tǒng) 用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)

8、過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)。又稱隨動(dòng)系統(tǒng)。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角）。伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒(méi)有原則上的區(qū)別。 3、控制介質(zhì) 是驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控系統(tǒng)的控制下通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 4、輔助系統(tǒng) 是數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、

9、交換工作臺(tái)，刀庫(kù)，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。 5、機(jī)床本體 包括主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、刀庫(kù)、床身。它是機(jī)床的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。 二、零件BW-02800-072的工藝分析 （一）零件圖樣分析 如圖2-1所示為零件BW-02800-072零件圖，該零件材料是鋁，按單件小批量加工,對(duì)該零件進(jìn)行加工中心工藝分析。 圖2-1 零件圖 該零件為鋁，主要加工內(nèi)孔、鉆孔、銑削型腔。其材料是鋁，材質(zhì)較軟，切削時(shí)易粘刀。同時(shí)該零件為規(guī)則外形，因此在加工時(shí)因采用平口鉗。如圖2-2所示是該工件的夾具。 圖2-2 平口鉗裝夾 （二）加工內(nèi)容 該零件加工內(nèi)容如表2-1所示。 表

10、2-1 加工內(nèi)容 內(nèi)容 要求 備注 外形 零件整體外形，尺寸公差為（+0.1/-0.1) 臺(tái)階 零件臺(tái)階，臺(tái)階高3（+0.1/-0.1). 4個(gè)Φ4.2孔 直徑4.2（0/+0.039),深度為17.75 Φ3孔 直徑3（+0。1/-0.1),深度為11.75 兩個(gè)沉頭孔 Φ17.5深2Φ14.5深1Φ12深7 圓臺(tái) 底面直徑4頂面直徑2，高1.4 Φ6.8孔 直徑6.8深18 （三）工件毛坯的選擇以及裝夾 工件毛坯的選擇：零件材料為AL,此材料為美國(guó)牌號(hào)，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的中外材料對(duì)照表，可知AL對(duì)應(yīng)的是鋁合金。此材料較軟。

11、跟據(jù)零件尺寸和機(jī)床性能，并考慮零件裝夾要求，為方便加工，毛坯選用標(biāo)準(zhǔn)塊60*60*44.5的塊料作為毛坯，毛坯如圖2-3所示。 圖2-3 毛坯 工件裝夾注意事項(xiàng)：工件需要二次裝夾，首先加工側(cè)面的沉頭孔，然后加工頂面部分，工件一定要緊靠基準(zhǔn)面，如圖2-4，圖2-5所示所示。 圖2-4 第一次裝夾加工側(cè)面 圖2-5 第二次裝夾加工頂面 （四）刀具的選擇與確定 加工中心的刀具由成品刀具和標(biāo)準(zhǔn)刀柄組成。其中成品刀具部分與通用刀具相同，如銑刀、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀、絲錐等。標(biāo)準(zhǔn)刀柄是加工中心必備的輔具，刀柄和機(jī)床的主軸孔相對(duì)應(yīng)。加工中心的刀柄已經(jīng)系列

12、化和標(biāo)準(zhǔn)化，其錐柄和機(jī)械手抓卸部分都已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 1.銑削速度V：指銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的圓周線速度，單位為m/min 計(jì)算公式：v=лdn/1000 式中：d------銑刀直徑， mm n-------主軸（銑刀)；轉(zhuǎn)速r/mm 從上式可得到：主軸（銑刀）；轉(zhuǎn)速 n=1000v/лd 銑削速度V推薦值如表2-1所示： 表2-2 銑削速度推薦值 工作材料 硬度/HB 銑削速度V/（m/min） 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 低、中碳鋼 255～290 15～36 54～115 高碳鋼 32

13、5～375 8～12 36～48 合金鋼 225～325 10～24 37～80 工具鋼 200～250 12～23 45～83 灰鑄鐵 230～290 9～18 45～90 可鍛鑄鐵 200～240 15～24 72～110 中碳鑄鋼 160～200 15～21 60～90 2.進(jìn)給量F：在銑削過(guò)程中，工件相對(duì)銑刀的移動(dòng)速度稱為進(jìn)給量， 有三種表示方法： 1)每齒進(jìn)給量af: mm/z 2)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f: mm/r 3)每分鐘進(jìn)給量Vf: mm/min 三種進(jìn)給量的關(guān)系為：Vf=fn=afzn 進(jìn)給量F推薦值如表2-2所示： 表2-

14、2 進(jìn)給量推薦值 工作材料 硬度/HB 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 立銑刀 端銑刀 立銑刀 端銑刀 低碳鋼 150～200 0.03～0.18 0.15～0.3 0.06～0.22 0.2～0.35 中、高碳鋼 225～325 0.03～0.15 0.1～0.2 0.05～0.22 0.12～0.25 灰鑄鐵 180～220 0.05～0.15 0.15～0.3 0.10～0.2 0.2～0.4 可鍛鑄鐵 200～240 0.05～0.15 0.15～0.3 0.08～0.15 0.15～03 合金鋼 280～320 0.03

15、～0.12 0.07～0.12 0.05～0.12 0.08～0.2 工具鋼 HRC35～46 0.04～0.1 0.1～0.2 鋁鎂合金 95～100 0.05～0.12 0.2～0.3 0.08～0.3 0.15～0.38 3．刀具選用 該零件加工選用的刀具以及切削參數(shù)如表2-3所示。 表2-3 刀具及切削參數(shù) 刀具號(hào) 直徑 轉(zhuǎn)速 進(jìn)給 加工內(nèi)容 T1 12 3600 200 銑外形 T2 2 8600 1800 粗加工曲面型腔 T3（鉆頭） 3 1000 200 鉆直徑3的孔 T4（鉆頭） 6.8

16、1000 200 鉆直徑6.8的孔 T5（鉆頭） 4.2 1000 200 鉆直徑4.2的孔 T6（球刀） 2 9000 2000 精加工曲面 T7 6 3600 1500 銑沉頭孔 （五）零件的工藝路線分析 以一次裝夾作為一個(gè)工序，編制零件工藝卡如圖2-6，圖2-7所示。 圖2-6 加工側(cè)面 圖2-7 加工頂面 三、零件的程序編制 UG分CAD和CAM兩部分?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展，CAD/CAM的作用日益突出

17、，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中廣泛應(yīng)用，CAD/CAM的最大優(yōu)點(diǎn)在于能自動(dòng)生成NC程序，現(xiàn)代企業(yè)中為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短生成周期，節(jié)約勞動(dòng)成本，都廣泛運(yùn)用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和加工制造。它和數(shù)控加工仿真軟件結(jié)合在一起，使得生產(chǎn)率大大提高。 （一）編制零件加工刀路 1、點(diǎn)擊【開(kāi)始】、【所有應(yīng)用模塊】、【加工】，彈出加工環(huán)境設(shè)置對(duì)話框，CAM會(huì)話配置選擇cam_general；要?jiǎng)?chuàng)建的CAM設(shè)置選擇mill_planar，如圖3-1所示，然后點(diǎn)擊【確定】，進(jìn)入加工模塊。 圖3-1 加工環(huán)境設(shè)置 2、選擇【幾何視圖】，更改WORKPIECE和MCS_MILL，建立工件坐標(biāo)系，工

18、件需要裝夾兩次，所以坐標(biāo)系也需要建立兩個(gè)如圖3-2所示，雙擊WORKPIECE，選擇加工部件以及毛坯，選完之后點(diǎn)擊完成如圖3-3所示。 圖3-2 坐標(biāo)系 圖3-3 幾何體 3、選擇【機(jī)床視圖】，點(diǎn)擊創(chuàng)建刀具，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建刀具，按實(shí)際情況對(duì)刀具命名如圖3-4所示，輸入刀具直徑，刀具號(hào)一一對(duì)應(yīng)，如圖3-5所示。 圖3-4 刀具列表 圖3-5 刀具參數(shù) 4、點(diǎn)擊程序順序視圖，創(chuàng)建程序，選擇加工方法、加工部件、加工刀具、加工方法，如圖3-6所示。確認(rèn)

19、，修改切削參數(shù)，合理搭配進(jìn)給，轉(zhuǎn)速，切削量，生成程序。確認(rèn)刀路，仿真加工如圖3-7所示，程序完善后進(jìn)行后處理得到NC程序。 圖3-6 操作 圖3-7 仿真結(jié)果 5、生成的部分程序 14 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X5.1719 Y3.0165 S5000 M03 N0050 G43 Z.4331 H01 N0060 G3 X5.1719 Y3.0165 Z.2967 I.1685 J.

20、1819 K.0217 F98.4 N0070 X5.3404 Y2.9504 Z.2805 I.1685 J.1819 K.0217 N0080 G1 X7.6796 M08 N0090 Y2.9551 N0100 X2.9503 N0110 Y2.9504 N0120 X5.3404 N0130 Y2.7536 N0140 X7.8764 N0150 Y3.152 N0160 X2.7535 N0170 Y2.7536 N0180 X5.3404 N0190 Y2.5567 N0200 X8.0733 N0210 Y3.3488 N0220 X2.5566

21、 N0230 Y2.5567 N0240 X5.3404 N0250 Y2.3599 N0260 X8.2701 N0270 Y3.5457 N0280 X2.3598 N0290 Y2.3599 N0300 X5.3404 N0310 Y2.163 N0320 X8.467 N0330 Y3.7425 N0340 X2.1629 N0350 Y2.163 N0360 X5.3404 N0370 Y1.9662 N0380 X8.6638 N0390 Y3.9394 N0400 X1.9661 N0410 Y1.9662 N0420 X5.3404 N0

22、430 Y1.7693 N0440 X8.8607 . . N8740 Y1.5306 N8750 X9.0993 N8760 Y4.3749 N8770 X1.5306 N8780 Y1.5306 N8790 X5.315 N8800 Y1.3338 N8810 X9.2962 N8820 Y4.5717 N8830 X1.3338 N8840 Y1.3338 N8850 X5.315 N8860 G3 X5.4803 Y1.4991 I0.0 J.1653 N8870 G0 Z.1969 N8880 M02 % （二）加工重點(diǎn)和難點(diǎn)分析 1、此

23、零件看似簡(jiǎn)單，其實(shí)很多尺寸要多加注意。 2、第二次裝夾前一定要對(duì)定位面上的加工處進(jìn)行曲毛刺處理，不然定位不準(zhǔn)容易導(dǎo)致零件報(bào)廢。 3、注意及時(shí)更換刀具。 4、型腔最深處12.5MM，加工的刀具直徑較小，易發(fā)生斷刀，切削該部分的時(shí)候切屑量一定要小，以保護(hù)刀具。 總結(jié) 通過(guò)這次的論文的撰寫，使我掌握了很多課外的知識(shí)，并且把理論與實(shí)際緊密地結(jié)合了起來(lái)。初步掌握了企業(yè)生產(chǎn)零件如何安排具體的工藝以及程序的編制，也從中了解了企業(yè)的管理模式及人文環(huán)境，為我將來(lái)出去更好地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境奠定了良好的基礎(chǔ)。在學(xué)到知識(shí)的同時(shí)，我也增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，掌握了加工中心的一些基本的操作，以及編制工藝時(shí)怎樣更合理

24、地安排加工順序、如何縮短加工時(shí)間等一些流程和在操作中一些簡(jiǎn)單快捷地處理問(wèn)題的能力。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，也學(xué)會(huì)了如何寫一篇論文，寫論文時(shí)資料準(zhǔn)備、論文格式等等。這些都是我以前沒(méi)有接觸過(guò)的，借此學(xué)到了許多新的知識(shí)。雖然完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中遇到了不少的困難，但在老師和企業(yè)里員工的幫助下我克服困難，順利的完成了?？傊?，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益非淺。 參考文獻(xiàn) [1]羅春華，劉海明主編.數(shù)控加工工藝簡(jiǎn)明教程.北京理工大學(xué)出版社2008.3 [2]趙長(zhǎng)旭編著.數(shù)控加工工藝.西安電子科技大學(xué)出版社.2007.1 [3]鄧廣敏主編.加工中心操作工.北京化學(xué)工業(yè)出版社.2006. [4]劉守勇主編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2001. [5]石皋蓮.UG NX CAD 應(yīng)用案例教程.機(jī)械工業(yè)出版社.2010年9月第一版