减速器后盖零件的数控铣削加工及编程设计.doc
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1、*职业技术学院题 目:减速器后盖数控加工工艺指导教师:系部名称: 专业班级:*学 号:*姓 名:*日 期:教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状选题的目的: 经过三年的在校学习,在掌握了一些必要的机械设计基础,在我即将毕业之际,我选择了“减速器后盖零件的数控加工工艺”这个课题来验证我三年的学习成果,此零件是汽车上减速器中的一部分,也是机械加工中典型的零件加工,分析此零件可以充实自己的知识,也能提高自己的水平,所以我下定决心要将其数控加工工艺加以分析。 选题的意义: 减速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接作用的,它把各个零件连接起来,支撑传动轴,保证各传动机构的正确安装,变速器箱体
2、的加工质量都优劣,将直接影响轴和齿轮等零件位置的准确性,也将会影响减速器的寿命和性能。 研究现状: 减速器箱体的工艺分析是一个相当复杂且困难的过程,它的制作不仅仅是一个系统的过程和一个或单个的部分组成,它是一个需要 具有团结合作精神的制作团队的一个工作,本题只是分析其数控加工工艺。二、研究方案及预期结果(设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等)主要研究内容:一、零件图的分析二、毛坯余量的确定三、加工顺序的合理安排主要解决的问题:零件加工程序的编制、工序的划分主要研究方法:阅读大量的相关文献资料,教材及相关资料,根据零件的工艺特性,确定该零件的定位基准,装夹
3、方案,刀具的选择,切削用量的选择,工艺方案的制定,加工程序的编制。三、研究进度1.确定毕业论文的题目,填写任务书,开题报告4月23日-28日2毕业设计实施阶段 5月初-5月25日3毕业设计(论文)上交指导教师 6月1日4毕业答辩资格审查 6月2-5日5返校进行毕业答辩 6月6日四、主要参考文献1管理信息系统薛华成主编 清华大学出版社 2.工业工程 范中志主编 华南理工大学出版社3.精益生产方式的实施研究黄明奋 中国硅酸盐协会电子玻璃分会出版4.先进制造技术张宝根 重庆大学出版社5.精益思想 琼斯(英) 北京商务出版社 五、指导教师意见指导教师签字:谢谢朋友对我文章的赏识,充值后就可以下载说明书
4、,我这里还有一个压缩包,里面有相应的word说明书和CAD图纸(被加工零件图)。下载后请联系QQ:1459919609。我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系!(注:注册账号时最好用你的QQ号,以方便我将压缩包发给你)减速器后盖零件的数控加工工艺*职业技术学院毕业设计题 目: 减速器后盖零件的数控加工工艺 系 部: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 摘要随着科学技术的发展,数控机床在生产中大力应用使我国人力市场上出现了数控人才的紧缺现象,为了弥补这个空缺我国职业高等院校开展可类似的社会紧缺型人才的培训教育。经过三年的在校学习,在掌握了一些必要的机械设计基础,在我即
5、将毕业之际,我选择了“减速器后盖零件的数控加工工艺”这个课题来验证我三年的学习成果,本文主要通过对后盖零件的数控加工工艺进行分析,确定了该零件的定位基准,装夹方案,刀具的选择,切削用量的选择,工艺方案的制定,加工程序的编制。关键词:定位基准、刀具选择、工艺方案。目 录前言 4一 工艺分析 61、零件图的分析 . 62、零件毛坯余量的确定 . 73、确定装夹方案 74、确定加工顺序 85、刀具的选择 106、切削用量选择 117、拟定数控铣削加工工艺卡片 12二 数控编程 . 141、手工编程.142、自动编程. 153、编程方法的选择154、该零件的加工程序16三、3D模型展现.20结束语 .
6、 21致谢.22参考文献. 23减速器后盖零件的数控加工工艺前言随着数控技术的发展,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,它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。本课题是对我所学知识的应用,它包括了我在大专三年所学的全部知识,在数控专业上具有代表性,而且提高了我们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我们三年所学的专业课程:现代工程制图、AUTO CAD制图、数控编程、数控加工工艺机械制造基础等。这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
7、合。 1 数控加工内容的选择当选择并决定对某个零件进行数控加工后,一般情况下,并非其全部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。为了提高生产效率,充分发挥数控的优势,选择哪些最合适、最需要的内容和工序进行数控加工。一般可按下列原则选择数控加工内容:(1) 普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。(2)普通机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。(3) 普通机床加工效率低,工人手工操作劳动强度大的内容,可以在数控机床尚未加工能力的基础上进行选择。 此外在选择数控加工内容时,还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素,要尽量合理使用数控机床,
8、达到产品质量、生产率及综合经济效益等指标都明显提高的目的,要防止将数控机床降格为普通机床使用。由于本次加工零件是单件,形状较为复杂,又考虑我院现有设备,故本次毕业设计的所有内容都选择在数控机床上加工。2 机床的选择根据图形结构有外形轮廓、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。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,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24把,进给速度为5-800
9、0mm/min,主轴转速为20-6000 r/min。一、工艺分析1、零件图的分析图纸见附录11.1零件图的完整性与正确性分析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,图中有圆弧相切,几何元素之间的关系较明确。1.2 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经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂,加工困难,成本提高。图中要求最高尺寸公差为0.023mm,该零件被测表面与基准表面之间的垂直度公差为0.03mm,表面粗糙度值最高
10、为Ra3.2,数控铣削加工经粗、精加工可达到IT9-IT7级,表面粗糙度可达到Ra3.2-Ra1.6,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。1.3零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铸铝类零件,属于不易变形的零件,能够满足要求,对该零件可以进行退火处理等措施来减少或消除变形的影响。(2) 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸。若工件的被加工轮廓高度低,转接圆弧半径
11、大,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,因此工艺性能较好;反之,数控铣削工艺性较差。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。2、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
12、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:2.1 分析毛坯的加工余量该图的毛坯采用铝件,且达到要求。所以采用附录1的毛坯图尺寸进行铸造,由于该件是铸造件,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,要采用数控铣削加工,其加工面均有充分的余量,铸造余量在零件图的要求下给外型留10mm,所有孔均铸成实心,为了方便装夹零件毛坯厚度留10mm余量。2.2 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
13、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。该零件的比较薄,因此,在加工过程中对于薄的地方应该尽可能的采用较小的切削力,避免零件应加工造成零件变形。3、确定装夹方案由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置,因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向,同时协调零件与机床坐标系的尺寸。该零件结构形状比较规则,为距型零件,在铣粗基准时采用平口钳装夹(本题粗基准设为箱盖底面),在铣外轮廓以及钻孔时,使用垫铁垫上工件并采用压板压紧,要注意的是:、垫铁的尺寸大
14、小不能妨碍钻孔要求。、压板不能妨碍零件外轮廓的铣削,本题中应采用四块压板,在铣其中一对边时,压另外两对边的面,然后铣前面压的面所对应的边时,换压铣好了的边所在的那两面。4、确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工的质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则结合图样分析,由于此次加工工序集中,所以按照装夹次数进行了如下安排:、 用平口钳装夹毛坯外轮廓,铣削底面,使底面见光,粗糙度为3.2um,在普通铣床上加工,选用300mm的飞刀盘进行铣削。、 以上道工序加工的平面为基准,精铣削外形轮廓,深度控制为28mm(给精铣底面留两mm余量),选用20立铣刀;加工盖边
15、上表面,圆凸台35(图4.1,图中中上位置)、65(图4.2,图中中间位置)的表面,选用50端面铣刀进行铣削; 图4.1 图4.2加工34和42两同心圆槽(图4.2)、30(F-F、G-G)圆槽(图4.3),选用20立铣刀进行铣削; 图4.3加工14(图中中上位置)圆槽如图4.1所示以及D-D如图4.4,先采用12mm立铣刀进行粗铣孔,再用14立铣刀精铣; 图4.4加工如图4.5所示R54的阶梯,深6mm,选用30端面铣刀进行铣削。图4.5加工如图4.6所示的孔,所用的刀具有中心钻2、11麻花钻、17麻花钻; 图4.6、 掉头,加工底面平面,以及底面上的孔,保证底面粗糙度为3.2um,选用的刀
16、具有中心钻2、7麻花钻、8麻花钻、12立铣刀,加工的孔如图4.7所示; 图4.75、刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。下表就是本次铣削中用到的所有刀具:表1 数控加工刀具卡片序号刀具编号刀具规格名称数量加工内容1300mm飞刀盘1粗精铣箱盖底面2T0120mm立铣刀(4齿)1粗精铣外边缘轮廓3T0250mm端面铣刀1加工盖边上表面,图4.1,、图4.2等表面4T0320mm 立铣刀(3齿)1加工34和42两同心圆槽(图4.2)、30(F-F、G-G)圆槽(图4.3)
17、5T0412mm 立铣刀(4齿)1粗铣14(图中中上位置)圆槽如图4.1所示以及D-D如图4.46T0514mm 立铣刀(4齿)1精铣14(图中中上位置)圆槽如图4.1所示以及D-D如图4.47T0630端面铣刀1铣削如图4.5所示R54的阶梯,深6mm8T072mm中心钻1点钻如图4.6所示的孔的中心孔9T0811mm麻花钻 1钻如图4.6所示的孔10T0917mm麻花钻1钻如图4.6所示的孔11T107mm麻花钻1加工如图4.7所示的孔12T118mm麻花钻1加工如图4.7所示的孔13T1212mm 立铣刀(3齿)1加工如图4.7所示的孔6、切削用量的选择切削用量包括主轴转速(切削速度)、
18、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并编入程序单内。铣削用量的选择原则是:“在保证加工质量的前提下,充分发挥机床工作效能和刀具切削性能”。在工艺系统刚性所允许的条件下,首先应尽可能选择较大的铣削深度ap和铣削宽度ac;其次选择较大的每齿进给量fz;最后根据所选定的耐用度计算铣削速度vc 。 三- 铣削深度ap和铣削宽度ac的选择 对于端铣刀,选择吃刀量的原则是:当加工余量8mm,且工艺系统刚度大,机
19、床功率足够时,留出半精铣余量0.52mm以后,应尽可能一次去除多余余量;当余量8mm时,可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应保持以下关系::d0=(l.l1.6) ac(mm)对于圆柱铣刀,铣削深度ap应小于铣刀长度,铣削宽度ac的选择原则与端铣刀铣削深度的选择原则相同。(2)进给量的选择每齿进给量fz是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗铣时fz主要受切削力的限制,半精铣和精铣时,fz主要受表面粗糙度限制。 本题零件的切削量选择请参照工序卡片(表2)。7、拟定数控铣削加工工序卡片把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入下表所示的数控加工工序卡片中,以指导编程和加工操作。表1 数控
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