机电一体化毕业论文数控铣床孔类零件加工.doc

1、 天津滨海职业学院毕业设计（论文） 数控铣床孔类零件加工 毕业设计任务书 设计题目： 数控铣床孔类零件加工 一、 设计原始依据（资料） 盘类零件 加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据 实际 加工 ，利用 数控加工中心具有 高精度、高柔性、高效率，且适合加工具有复杂轮廓、端面的零件等特点。 加工时，装夹次数一般较少，但所用刀具一般较多，编制程序较繁琐。加工前需要做好充分的准备，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床型号、选用毛坯大小、确定走刀路线与加工顺序等，其前期的准备工作比较复杂。 二、 设计内容和要求 通过对使用 BV75 型 数控 加工中心加工盘类零件，来说明孔类零件加工遇到

2、的一些问题。 毕业设计内容摘要 摘要： 盘类零件是由多个端面、深孔、螺纹孔、曲面、沟槽、外轮廓组合而成的较复杂的盘形零件。其特点是零件基 本形状呈盘形块状，零件表面汇集了多种典型表面。加工时，装夹次数一般较少，但所用刀具一般较多，编制程序较繁琐。加工前需要做好充分的准备，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床型号、选用毛坯大小、确定走刀路线与加工顺序等，其前期的准备工作比较复杂。 关键词： 盘类零件 图纸分析 确定加工工艺 机床 目 录 一 . 盘类零件加工工艺性分析 1 1.1 选择并确定数控加工中心加工盘类零件 1 1.2 盘类零件图样的工艺性分析 2 1.3 盘类零件的加工路线 3 二 .

3、 盘类零件加工工艺的确定 3 2.1 工艺分析 3 2.2 工艺卡片 5 2.3 刀具卡片 6 2.4 走刀路线 6 2.5 程序的编制 11 三 . 误差分析 15 四 . 结论 15 参考文献 16 - 1 - 一 盘类零件加 工的工艺性分析 盘类零件 加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据 实际 加工 ，利用 数控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且适合加工具有复杂轮廓、端面的零件等特点。通过对使用 BV75 型 数控 加工中心加工盘类零件，来阐述以下几个方面的问题 ： 1.1 选择并确定数控加工中心加工盘类零件 在选择加工 盘类零件的设备 时，应充分发挥数控 加工中心适用

4、于加工复杂端面这一加工 优势。选择 BV75 数控加工中心的 主要 依据如下 ： BV75 立式加工中心采用专业化厂家提供的数控系统，各直线运动轴、主轴及追加旋转轴均采用伺服电机驱动，三轴或 四轴联动，可进行各种铣削、镗孔、钻铰孔、刚性攻丝等一般机械加工，并实现数字化精确定位，通过运动轴插补联动可实现旋切大螺纹、多种曲面加工，且同一台机床上可实现工件一次装夹过程中多种工序的粗、精加工。同时，数控系统中配备了多种典型循环程序供加工过程中编程选用。机床工作过程中的切削加工、冷却液提供、刀具交换等均由预编制程序控制，且换刀过程中自动实施主轴中心吹气，保持刀柄及主轴锥孔清洁。机床切削过程中产生的切屑根

5、据配置不同或者由冲刷系统及排屑器等定向排送到集屑小车，或者人工清理。 BV75 立式加工中心主要技术参数 如下： 机床行程范围 X 轴 mm 762 Y 轴 mm 510（带 A 轴为 450 或 490） Z 轴 mm 560 工作台参数 工作台尺寸 mm 610*900 T 型槽尺寸 mm 5-18*100*125 工作台最大承载能力（均布） kg 500 主 轴端面直工作台面距离 mm 152712 主轴中心至立柱导轨面距离 mm 563.4 移动速度 快速移动速度 mm/min 24000 切削进给速度 mm/min 315000 主轴参数 主轴锥孔 7： 24 主轴轴径 mm 70

6、刀库参数 - 2 - 斗笠式刀库 机械手式刀库 刀库容量（把） 21 24 换刀方式 任选 随机 换刀时间（秒） 6 2.5 最大刀 具直径 mm 80 75 相邻无刀最大刀具直径 mm 160 120 最大道具长度 mm 304 290 最大单刀重量 kg 6.8 6 刀库承载能力 kg 68 80 1.2 盘类零件图样的工艺性分析 根据 BV75 数控加工中心加工盘类零件的特点，对零件图纸进行工艺分析时，应着重考虑如下几点： （ 1） 盘类零件图纸的尺寸分析 根据盘类零件 图纸的分析，应首先确定零件上各端面的相互位置、相距尺寸，保证加工时刀具的走刀路线不会干涉到零件的各个端面。例如，在加工

7、时刀具直径为 10mm，零件两端面距离为 9mm，若在加工前发现这一点便会在保证加工精度的情况下更换合适的刀具。相反，如果在实际加工前对图纸的分析不够透彻，便有可能出现上述错误，造成零件加工失败，不仅浪费时间，还提高了加工成本，得不偿失。 （ 2） 顺铣和逆铣对加工的影响 - 3 - 在铣削加工 盘类零件时 ，采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。逆铣时切削力 F 的水平分力 FX 的方向与进给运 动 Vf 方向相反，顺铣时切削力 F 的水平分力 FX 的方向与进给运动 Vf 的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床 型号 、刀具 规格

8、等条件 因素 综合考虑。通常，由于数控 加工中心 传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优 越 于逆铣。为了降低表面粗糙度值，提高刀具 的 耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，尽 可能 采用顺铣加工。但如果盘类零件的 毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮 较 硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。 1.3 盘类零件的加工路线 （ 1） z 轴方向走刀路线 在加工盘类零 件时， Z 轴的切削深度尤为重要。必须要看清图纸的标注，并在深度上也要保证高精度。铣削外轮廓时，尽量选择在工件外下刀。铣削内轮廓时，要选好下刀点，必须保证不能干涉工件的尺寸精度。 （ 2） x、 y 轴

9、方向走刀路线 在加工盘类零件时， x、 y 轴方向走刀路线是否正确直接影响到零件加工的质量。 x、 y 轴方向在走刀路线正确的情况下基本能保证零件成型正确。若x、 y 轴方向走刀路线错误，则直接导致工件作废，成为废品。如果走刀路线偏差较大，不仅会导致零件作废，更会威胁到操作人员的人身安全。 （ 3）对于二维轮廓加工通常采用以下几个步骤： (1)从起刀点下刀到下刀点 ； (2)沿切向切入工件； (3)轮廓切削； (4)刀具向上抬刀，退离工件； (5)返回起刀点。 二 盘类零件加工工艺的确定 2.1 工艺分析 - 4 - 图 1 盘类零件 需要加工的盘类零件如图 1 所示，零件的材料为 45 号钢

10、，毛坯选为100mm 80mm 27mm 的方形毛坯料。且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在 BV75 立式加工中心上加工顶面及孔。 （ 1） 加工部位分析 加工顶面； 加工 32 孔； 加工 60 沉孔； 加工 4 M8 7H 螺纹孔； 加工 2 12 孔； 加 工 3 6 孔 （ 2） 工步设计 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 1 粗铣顶面 T1 端面铣刀 125 2 钻 32、 12 孔中心孔 T2 中心钻 2 3 钻 32、 12 孔至 11.5 T3 麻花钻 11.5 4 扩 32 孔至 30 T4 麻花钻 30 5 钻 3 6 孔至尺寸 T5 麻花钻 6 6 粗铣 60 沉孔

11、T6 立铣刀 18， 2 刃 7 钻 4 M8 底孔至 6.8 T7 麻花钻 6.8 8 镗 32 孔至 31.7 T8 镗刀 31.7 9 精铣顶面 T1 端面铣刀 125 10 铰 12 孔至尺寸 T9 铰刀 12 11 精镗 32 孔至尺寸 T10 微调精镗刀 32 - 5 - 12 精铣 60 沉孔至尺寸 T11 立铣刀 18， 4 刃 13 12 孔口倒角 T13 倒角刀 20 14 3 6、 M8 孔口倒角 T3 麻花钻 11.5 15 攻 4 M8 螺纹 T12 丝锥 M8 2.2 工艺卡片 序号 加工工序 刀具 刀具名称 主轴 速度 r.p.m 进给 速度 mm/min 刀具长

12、度 补偿 刀具半径补偿 刀具补偿值 1 粗铣顶面 T1 端面铣刀 125 240 300 H01 实测值 2 钻 32、 12 孔中心孔 T2 中心钻 2 1000 100 H02 3 钻 32、 12 孔至 11.5 T3 麻花钻 11.5 550 110 H03 4 扩 32 孔至 30 T4 麻花钻 30 280 85 H04 5 钻 3 6孔至尺寸 T5 麻花钻 6 1000 220 H05 6 粗铣 60沉孔 T6 立铣刀 18， 2刃 370 1000 H06 D06 30.5 7 钻 4 M8底孔至6.8 T7 麻花钻 6.8 950 140 H07 8 镗 32 孔至 31.7

13、 T8 镗刀31.7 830 120 H08 9 精铣顶面 T1 端面铣刀 125 320 280 H01 10 铰 12 孔至尺寸 T9 铰刀12 170 42 H09 11 精镗 32孔至尺寸 T10 微调精镗刀32 940 75 H10 12 精铣 60沉孔至尺寸 T11 立铣刀 18 ， 4 刃 460 1000 H11 D11 30 13 12 孔口倒角 T13 倒角刀 20 300 50 H13 14 3 6、M8 孔口倒角 T3 麻花钻 11.5 300 50 H03 15 攻 4 M8螺纹 T12 丝锥 M8 100 125 H12 - 6 - 2.3 刀具卡片 2.4 走刀路

14、线 1）粗铣顶面 刀具选择与加工目的 转速r/min 进给量mm/min 背吃刀量mm 端面铣刀 125 240 300 中心钻 2 1000 100 2 麻花钻 11.5 550 110 30 麻花钻 30 280 85 35 麻花钻 6 1000 220 15 立铣刀 18， 2 刃 370 1000 10 麻花钻 6.8 950 140 30 镗刀 31.7 830 120 27 铰刀 12 170 42 30 微调精镗刀 32 940 75 27 立铣刀 18， 4 刃 460 1000 10 倒角刀 20 300 50 麻花钻 11.5 300 50 丝锥 M8 100 125 27