数控技术毕业设计(论文)-拨叉零件的加工制造.doc
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1、毕业设计说明书 设计题目:拨叉零件的加工制造姓 名: 学 号:专 业:数控技术班 级:数控3081指 导 老 师: 湖南科技职业学院 二零一零年十二月 毕业设计 指 导 中 期 检 查表学生姓名沈一梅班级数控3081指导教师:何文学课题名称拨叉零件的加工制造课题编号 S2011-006毕业设计指导过程登记日期方式指导内容摘要指导老师签字年 月 日年 月 日年 月 日中期检查情况评分:检查项目说明:由指导老师填写整改要点:评分细节:年 月 日毕业设计 答 辩 登 记表学生姓名沈一梅班级数控3081指导教师:何文学课题名称拨叉零件的加工制造课题编号 S2011-006答辩教师答辩记录明细并赋分主问
2、题:答:问题2:答:问题3:答:主问题:答:问题2:答:问题3:答:综合评议主答辩教师填写年月日设计得分答辩得分综合定等毕业设计 成 绩 评 价表学生姓名沈一梅班级数控3081指导教师何文学课题名称拨叉零件的加工制造课题编号 S2011-006计分明细1、工作态度、纪律;(10)2. 文件检索能力、专业基础知识掌握与运用能力;(15)3. 设计思想与过程、数据计算与处理;(20)4. 综合运用专业知识,分析与解决问题的能力;(20)5. 设计说明书的规范性。(15)6. 其他(20)优点:缺点:综合评议年月日设计得分教研室签字:(是否提交答辩)年月日机电系签字:年月日毕业设计开 题 报 告学生
3、姓名沈一梅班级数控3081指导教师:何文学课题名称拨叉零件的加工制造课题编号 S2011-006设计目的意义数控编程课题设计是在完成了机械制造基础、数控加工工艺、数控编程等课程的学习并进行实习后,进行的一个重要教学环节。 通过设计,一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力,另一方面,也是对数控加工过程进行的一次综合训练。通过此次设计,我们可以在各方面得到锻炼。主要设计内容1.零件图 2.毛坯图 3.设计拟订零件的加工工序和过程 4.填写各种工艺文件 5.编辑加工程序 6.课程设计说明书设计进度安排答辩时间估计:完成设计成果要求完成的设计内容如下:1.零件CAD图、零件三维图、毛
4、坯CAD图;2.工艺过程卡片、工序卡片,数控工序卡片;3. 数控加工程序;4. 零件加工设计说明书。参考文献1 黄森彬 机械设计基础 北京: 机械工业出版社, 20012 眭润舟 黄健求 数控编程与加工技术 北京: 机械工 业 出版社, 2001 3方沂 数控机床编程与操作 国防工业出版社 19994 李雪梅主编 数控机床 北京:电子工业出版社, 20055 周永俊 MasterCAM铣削/车削应用指南 清化大学出版社,20026郑盛新 数控机床与编程加工习题集 合肥工业大学出版社 20057 何宁主编 数控原理及应用 重庆: 重庆大学出版社,20048 李华主编 现代机械制造技术 北京: 高
5、等教育出版社,20059 李互助 现代机械设计手册 北京: 人民教育出版社,1992指导老师评价签名: 年 月 日毕业设计(论文) 任务书课题编号S2011-006(模具用M,数控用S,机电用J)指导教师何文学课题名称拨叉零件的加工制造1 一毕业设计论文内容任务要求说明毛坯:135x14圆板 批量:10000件一 任务:1. 确定合理的加工工艺方案2. 编制零件数控加工程序 3. 编写完整的加工说明书二 要求:1书写格式要求:必须用钢笔书写(或打印)。2文字要求:文字通顺,语言流畅,书写工整,无错别字,不允许他人代写。3图纸要求:图面整洁,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须
6、使用工程字书写。4曲线图表要求,所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制。5、译文内容必须与课题(或专业)内容有联系,并说明出处。前 言我国目前已经发展成为制造业大国,在1.4亿产业工人中有7000多万人从事制造业,其中,只有4%的人员具备高级工及以上技能资格,36%是中级工,60%是初级工。反观发达国家,这三个数字则是分别是35%、50%、和15%。根据国际劳工组织的研究成果,劳动者的技能水平对经济发展具有决定性的作用。一线产业工人现有的技能水平和布局结构,已经在一定程度上制约了我国制造业做大做强的发展步伐。而每年全国职业院校毕业生的质量仍远
7、不能满足企业的实际需求。加入世界贸易组织后,中国的制造业正由跨国公司的加工组装基地向世界制造业基地转变。目前中国的高技能人才非常短缺,要实现制造业信息化,提高“中国制造”的竞争力,除了需要政策环境等方面的支撑外,更需要大批具有较高素质的制造业类专业人才作为人力资源方面的支撑。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制照技术已成为世界各国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。本设计说明书是通过参考数控编程与加工技术、机械制造基础、数控机床及应用、数控加工工艺及设备等,并利用计算机辅助设计CAD、CAM、UG软件,通过WORD文字处理器完成此设计。在此次毕业设计过程中,我小组成员齐心协力、共
8、同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了何文学老师的指点,在此表示衷心的感谢!目 录(一)、零件的分析10 1)零件的作用 2)零件图工艺分析(二)、确定装夹方案11 1)定位基准的选择 2)装夹方案的确定 3)装夹方案图(三)、确定加工顺序15(四)、选择机床17(五)、刀具与切削用量的选择19 1)刀具的选择 2)切削参数的选择(六)、数控铣削加工工序卡片22(七)、工件实际加工23 1)工件的装夹与找正 2)对刀与对刀方法 3)零件模拟加工的过程以及走刀路线(八)、数控加工程序28(九)、设计总结31(十)、参考文献33 一、零件的分析1)零件的作用拨叉是推动滑动齿轮的
9、,滑动齿轮上有一个环槽拨叉就骑在这个环槽里,当推动变速杆时变速杆带动拨叉轴,拨叉轴带动拨叉,拨叉又推动齿轮从而达到变速。2)零件图工艺分析毛坯尺寸为135x14mm,材料为45钢经过调质处理, 该零件的加工部位包括型腔槽、外形圆弧和通孔。通过对图纸的分析得到如下结果:此毛坯尺寸为135x14mm,零件外轮廓尺寸是131.35x10mm,其各表面粗糙度为Ra3.2。从零件图的完整性与正确性和尺寸精度,形状精度,位置精度,表面粗度等加工的要求来看。该零件可采用粗铣-精铣方案,除了通孔以外。二、确定装夹方案定位基准的选择: 在制定工艺规程时,定位基准选择的正确与否,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置
10、精度要求,以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响,当用夹具安装工件时,定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此,定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 选择定位基准时,是从保证工件加工精度要求出发的,因此,定位基准的选择应先选择精基准,再选择粗基准。 选择精基准时,主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下:精基准的选择:1)基准重合原则,选用设计基准作为定位基准。2)基准统一原则,应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。3)自为基准原则,某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,选择加工表面本身作为定位基准。4)互为基准原则,当对工件上两个相互位置精度要求很高的
11、表面进行加工时,需要用两个表面互相作为基准。5)便于装夹原则。根据以上原则,选用孔12、24圆柱面轴心,底面作精基准,他是零件的设计基准,符合“基准重合”原则。并且便于装夹,定位准确、稳定、装夹可靠。粗基准的选择:1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀,则应选择该表面为粗基准。 (2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求,一般应选择不加工表面。(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 (4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。根据以上原则选用131.35外圆轴心线和圆盘底面为粗基准。装夹方案的确定 机械
12、加工时,为使工件的被加工表面获得规定的尺寸和位置精度要求,必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置,这个过程成为定位。在加工过程中,工件在各种力的作用下应当保持这一正确位置始终不变,这就需要夹紧。工件的装夹过程就是工件在机床上或夹具中定位和夹紧的过程。工件在机床上装夹好以后,才能进行机械加工。装夹是否正确、稳固、迅速和方便、对加工质量、生产率和经济性均有较大的影响,因此工件的装夹是制定工艺规程时必须认真考虑的重要问题之一。根据定位的特点不同,工件在机床上装夹一般有三种方式:直接找正装夹、划线找正装夹和用夹具装夹。 拨叉的装夹以平面工作台为安装的基础,定位夹具或工件,并通过夹具最终定位夹紧工
13、件,使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。 圆盘拨叉加工的特点对夹具提出了两个基本要求:一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定。二是要能协调拨叉零件与机床坐标系的尺寸。除此之外,重点考虑一下几点: 1、 在成批生产时,才考虑采用专用夹具,并力求结构简单。 2、夹具上个零件部件应补妨碍机床对零件各表面的加工,即夹具要敞开,其定位。夹紧原件不能影响加工中的走刀。 根据课题要求,批量生产10000件拨叉零件,故需要设计专用夹具进行装夹。装夹方案图: 图3-1三、确定加工顺序加工顺序的确定是拟订工艺路线的中关键的一步,对零件加工质量、生产效率和成本有决定性的影响,也是制订工艺规
14、程中最关键的一步。 拨叉零件的加工工序通常包括切削加工工序、铣削加工工序和辅助工序,这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此,在设计工艺路线时,应合理安排好切削加工、铣削加工和辅助工序的顺序,并解决好工序间的衔接问题。 铣削加工零件工序的先后顺序排定通常要考虑如下原则:(1)基面先行原则 用作精基准的表面应优先加工出来。(2)先粗后精原则 各个表面的加工顺序安照粗加工,半精加工,精加工,光整加工的顺序依次进行,逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。(3)先主后次原则 (4)先面后孔原则 根据以上原则在加工此拨叉时因为底面和&12、&24两孔要用来作定位基准,所以应先加
15、工,接着应加工拨叉表面及槽,再加工拨叉外形轮廓,最后加工精拨叉表面及槽内轮廓。对零件图的分析可知:零件的毛坯四周和底面已达到加工要求,即在普通机床中已加工好。又粗糙度要求不是很高,所以可以不铣。于是以四周和底面为基准将毛坯装夹起来,先铣上平面。当加工好上平面后,再加工其它的轮廓。针对零件图样零件的加工工序为:工序一:(底面定位)1)粗铣下表面,作为基准面。2)精铣上表面,保留尺寸为10mm,3)孔的定位,钻12的通孔,4)钻12的通孔,5)镗12的通孔,6)锪20的沉孔,7)粗铣右方宽度为24mm的外形缺口槽,8)精铣右方宽度为24mm的外形缺口槽,9)粗铣型腔槽,工序二:(一面两孔定位)1)
16、粗铣外轮廓,2)精铣外轮廓及内轮廓槽,3)所以面去锐边毛刺,四、选择加工机床 由于零件上的通孔和槽,只需单工位加工即可完成,故选择立式加工中心。加工表面不多,只有粗铣、精铣、钻等工步,所需刀具不超过10把。选用VMC650加工中心即可满足上述要求。该机床工作台尺寸为420mm800mm,x轴行程为650mm, y轴行程为400mm,z轴行程为480mm,主轴端面至工作台台面距离为80560mm,定位精度和重复定位精度分别为0.01mm和 0.005mm,刀库容量为16把,机床最大承载重量为400kg加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床。可使工件在一次装夹后,自动连续完成铣削、钻孔、镗
17、孔、铰孔、攻螺纹、切槽等多工序加工,如果加工中心带有自动分度回转工作台或者主轴箱能自动改变角度,还可使工件在一次装夹后自动完成多个平面的多工序加工。因此,加工中心除可加工各种复杂曲面外,特别使用于各种箱体类和板类等复杂零件的加工。与其他机床相比,加工中心大大缩短了工件装夹、测量和机床的调整时间。缩短工件的周转、搬运和存放时间,使机床的切削时间利用率高于普通机床的3-4倍;具有较好的加工一致性,并且能排除工艺过程中人为干扰因素,从而提高了加工精度和加工效率,缩短生产周期;此外,加工中心机床解决了刀具问题并具有高度自动化的多工序加工管理,它是构成柔性制造系统的重要单元。 本设计选用FANUC-0i
18、-TC系统VMC650数控加工中心。五、刀具与切削用量的选择1)刀具的选择刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一,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,选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比,数控加工对刀具的要求,尤其在刚性和寿命方面更为严格。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:既要求精度高、强度大、刚性好、寿命长,有要求尺寸稳定,安装调整方便。在满足加工要求的前提下,尽量选择短的刀柄,以提高刀具的刚性。厂品名称或代号零件名称拨叉零件图号XKG04序号刀具编号
19、刀具规格名称数量加工表面尖半径备注1T0116高速钢立铣刀1粗精铣削上下表面、外轮廓自动2T026中心钻1钻中心孔自动3T0311麻花钻1钻12的通孔自动4T0412镗刀1镗12的孔自动5T0520平底麻花钻1锪20的沉孔自动6T0610高速钢立铣刀1精铣外轮廓及槽自动7T078键槽铣刀1粗铣型腔槽自动8T082的球刀1去锐边毛刺1手动2)切削参数的选择 切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并应编入程序单内。切削用量的大小对加工质量、刀具磨损、切削功率和加工成本等均有显著影响。切削加工时,需要根据加工条件选择适当的切削速度Vc(主轴转
20、速n)、进给量f(或进给速度Vf)和背吃刀量ap的数值。合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。其具体步骤是:先选取背吃刀量,其次确定进给速度,最后确定切削速度。(参考资料铣工工作手册)1、背吃刀量ap的确定根据零件图样知工件表面粗糙度要求为3.2,根据铣工工作手册当工件表面粗糙度要求为3.2-12.5时,应分为粗铣和半精铣两步完成。粗铣的背吃刀量小于6mm,半精铣取0.5-1,切削宽带取铣刀直径的1/3-1/2.2
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- 数控技术 毕业设计 论文 零件 加工 制造
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