大专毕业生毕业专项课题.docx
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大专毕业生毕业专项课题
毕业综合设计报告
设计说明书
1.序言部分--主要对数控技术的阐述说明,介绍的数控技术的发展,应用以及定义概念。
2.零件分析--主要对零件做加工前的具体分析,阐述零件的结构、用途、加工方法的确定,各部分尺寸的用途,以及加工中的注意事项。
3.工艺规程设计--介绍零件的工艺性,毛坯的制造形式及下料方式,其中包括力学性能,加工中的工艺流程,机床设备的的选用,装卡方式,切削用量,以及完整地填写相关的工艺卡片等工艺规程。
4.刀具设计--说明加工中所选用的刀具规格,以及刀具的补偿号。
5.数值计算--零件编程过程中,各个程序切点的计算,以及计算方式说明。
6.加工程序编制--编制加工程序,其中包含语句的说明,刀具的说明,刀具补偿的说明。
7.课程设计心得体会--对本次课程设计做全面的总结。
序言
本课程设计是一项考察本专业学生数控及机械知识应用的一项综合性课题,其中含概学科:
机床知识、数控系统、数控编程、计算机辅助设计及制造、机械加工工艺设计等主要学科。
是对毕业生一次全面的知识考核。
随着社会的发展,科技的进步,机械制造正经历着由大批量的生产方式向多品种、变批量的生产方式发展。
现代加工的机械零件有着精密化、柔韧化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化等特点。
计算机辅助设计的发展又使传统的手工编程方式逐渐过度到CAD/CAM软件编程为主的自动编程方式。
因此数控工艺知识、编程指令代码、CAD/CAM软件的应用,已成为数控机床操作及编程人员的基本素质要求。
在此感谢课程设计指导老师雷洁,天锻研究所工艺处处长张家青工程师,天锻数控车间主任史云霞工程师。
感谢给予的设计指导帮助。
零件分析
该零件为平面类零件,加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。
平面铣削加工一般要完成面铣削与内外轮廓的铣削,当面铣削要限定边界时称为槽铣削,槽内有边界时称为岛屿。
这类零件加工的特点是刀具在切削过程中只有XY平面运动,沿Z轴只须作为位置调整,因此属于二维加工刀具路径的范围。
具体到该零件分析,零件作用为冲压型模,中间有岛屿部分,平面为配合表面,对角有定位孔。
由于为冲压型模,所以该零件的表面粗糙度以及表面硬度要求较高,两个对角定位孔的位置度要求严格。
工艺加工方面,由于是平面类零件,所以程序原点设定为中心,便于编程。
加工过程中注意粗精加工的分配,余量合理。
精加工过程中注意零件岛屿部分的拐点,刀具选择要合理,不能出现过切现象,以保证零件的工艺性。
工艺规程设计
1.确定毛坯的制造形式
该零件为平面类零件,成活后为模具零件。
由于零件的尺寸为180×180×55,所以选用方锭锻钢毛坯即可。
选用毛坯尺寸为200×200×60。
由于该零件为型模,为冷冲压加工使用,所以表面硬度要求高。
首先需要进行加工前的预备热处理,消除毛坯的内应力,改善切削加工性。
由于本零件为型模,部分成形尺寸较为精密,需做整体的调质处理,调质后硬度为220-250HBS,可达到零件所需要的硬度。
由于零件的岛屿部分形状复杂,故采用立式数控加工中心机床进行加工。
2.制定工艺路线
(1)用φ100盘铣手动铣准外型180尺寸,由于本零件不是批量生产所以无须编制程序。
以及任意铣平一个上下平面作为加工基准面。
(2)用φ100盘铣任意铣平一个上下平面作为加工基准面,手动操作自动模式,保证表面粗糙度,保证余量。
(3)用φ16立铣去除8平面余量,由于中间是一处近似圆形,所以使用IJK编程方法环形走刀方式即可。
(4)用φ16立铣去除12平面余量,由于高度尺寸教大,所以进行粗加工,去除高度部分的余量,以便半精加工,该段落程序为子程序,可反复调用于半精加工以及精加工,刀补中有0.3余量
(5)用φ16立铣作准12平面局部,此处为半精加工,加工好12平面部分,4个方块以及凸轮外型留有余量,须换刀进行精加工,以保证圆角尺寸
(6)用φ10立铣作准凸轮、方块、配合槽,此步骤为精加工,用适当尺寸的刀具保证尖角、圆弧等各处尺寸。
加工后测量,调整刀补,做准尺寸。
(7)用φ10钻头分别为两个定位孔打孔,该孔为型模定位孔,定位尺寸要求较高,注意程序编制准确,进给速度合理,保证孔内表面粗糙度。
(8)用φ12丝锥攻出两个定位孔螺纹,保证程序中的位置度准确,计算好进给速度,保证螺纹的精度。
(9)装卡方式,由于零件厚度为55,所以夹具为平口钳,
为了不影响加工φ12通孔,中间部分可用方形垫起
垫起,方便加工。
3.确定切削用量
(1)φ100盘铣,手动加工,切削速度Vc=20m/min,主轴转速n=600r/min,进给速度Vf=80mm/min。
(2)φ16立铣,去除8平面余量,分两刀完成,每次Z轴进给4mm,切削速度Vc=20m/min,主轴转速n=600r/min,进给速度Vf=80mm/min。
运用公式Vf=fzzn。
(3)φ16立铣,去除12平面余量,一刀完成,每次Z轴进给3mm,切削速度Vc=20m/min,主轴转速n=600r/min,进给速度Vf=80mm/min。
(4)φ16立铣,作准12平面局部,此处为半精加工,作准尺寸,切削速度Vc=30m/min,主轴转速n=800r/min,进给速度Vf=290mm/min。
(5)φ10立铣,作准凸轮、方块、配合槽,此步骤为精加工。
切削速度Vc=30m/min,主轴转速n=800r/min,进给速度Vf=290mm/min。
(6)φ10钻头,定位孔加工,粗加工,去除余量,切削速度Vc=20m/min,主轴转速n=600r/min,进给速度Vf=80mm/min。
(7)φ12丝锥,攻定位孔螺纹,计算公式:
F=S×PF进给速度,S主轴转速,P螺距,零件的螺纹为φ12×1.5,主轴转速为200,F为300。
刀具设计
数控刀具明细表
刀号
刀具名称
直径
长度
换刀方式
设定
补偿
设定
T01
盘铣
φ100
120
自动
T02
立铣
φ16
200
自动
T03
立铣
φ10
200
自动
T04
钻铣刀
φ10
180
自动
T05
丝锥
φ12
180
自动
数值计算
零件中心凸轮部分圆弧连接处的点坐标计算(顺时针,左至右)
1点.X=-45.75cos24.25=-41.713
Y=45.75sin24.25=18.79
2点.X=-45.75*0.7508/根号0.7508平方+11.2249平方=-3.053
Y=45.75*11.2249/根号0.7508平方+11.2249平方=45.648
3点.角1=arctan15.75-11.2249/49.295+0.7508=5.1666度
X=-0.7508+34.5cos角1=33.609
Y=11.2249+34.5sin角1=14.332
4点.角2=arcsin15.75/51.75=17.71893度
角3=arcos51.75+21.75-42/2*51.75*21.75=51.9614度
角4=角2+角3=69.68035度
X=49.295-15.75cos角4=43.862
Y=15.75-15.75sin角4=0.98
5点.sin角5/21.75=sin角3/42
角5=24.0706度
角6=角5-角2=6.35167度
X=48cos角6=47.705
Y=-48sin角6=-5.31
6点.角7=arcos40.5+177-138.75/2*40.5*177=16.90205度
角8=24.25度-角7=7.34795度
X=-48cos角8=-47.606
Y=48sin角8=6.139
7点.X1=-40.5cos角7=-40.1674
Y1=40.5sin角7=5.1797
Sin角8/40.5=sin角9/138.75
角9=4.86818度
角10=24.25度+角5=29.11818度
X=X1-7.5cos角10=-46.72
Y=Y1-7.5sin角10=8.829
加工程序编制及说明
O0001主程序号0001
G00G54X0Y0设定机床坐标系
G90G80G98G40G49G17恢复机床内部各项参数
T1M6选择1号刀16立铣刀
G90G00X0Y100快速移动到X0Y100位置
G43H01Z5M3S600加入长度补偿01主轴转进给速600
M08切削液开
G01Z-5F300直线插补Z-5位置
M98P0002调用子程序子程序内容去除8平面尺寸余量
G01Z-8F300
M98P0002调用子程序子程序作准8平面尺寸
G01Z-11F300
M98P0004调用子程序子程序内容去除12平面尺寸余量
G01Z-12F300
M98P0004调用子程序子程序作准12平面尺寸
G00G28Z-6M09返回参考点
M05主轴选择性停止
G49H00取消刀补
T2M06选择2号刀具10立铣刀
G43H02Z5M3S600加入长度补偿02
M08
G01Z-12F300
M98P0003子程序作准凸轮图形,方块,配合槽
G00G28Z-6M09
M05
G49H00
T3M6选择3号刀具10钻头
G00X-70Y70
G00G43H04Z5M3S1200加入长度补偿04
G81Z-15R-4F100钻孔循环深度15
X70Y-70
G80G28Z5M5结束固定循环返回参考点
G49H00
T7M6选择7号刀具12丝锥
G00G43H08Z5M3S200加入长度补偿08
G84Z-12R-4F300攻螺纹循环深度12
X-70Y7
G80G28Z5M5结束固定循环返回参考点
G49H00
M30程序结束
O0002去除8平面余量
G01G41D02Y100F100加入左半径补偿直线插补到Y100
G01Y61直线插补到Y61
G02J-61顺时针铣出61圆型去除8平面余量
G01Y73
G02J-73
G01Y85
G02J-85
G01Y97
G02J-97
G01Y109
G02J-109
G01G40Y61F400取消半径补偿移动到Y61进给速度400
M99子程序结束
O0004去除12平面余量
G01G41D02Y61F200加入半径补偿
G02J-61
G01X-15F200
Y90
X-30
Y61
X-33
X-55Y76.5
X-76.5Y55
X-55Y33
X-90
Y30
X-55
Y15
X-90
Y0
X-55
Y-15
X-90
Y-20
X-55
X-76.5Y-55
X-55Y-76.5
X-33Y-55
X-30
Y-90
X-15
Y-55
X0
Y-90
X15
Y-55
X30
Y-90
X33
Y-55
X55Y-76.5
X76.5Y-55
X55Y-33
Y-30
X90
Y-15
X55
Y0
X90
Y15
X55
Y30
X90
Y33
X55
X76.5Y55
X55Y76.5
X33Y55
X30
Y90
X15
Y55
X0
Y9
G01G40Y90F400取消半径补偿
M99子程序结束
O0003作准凸轮,方块,配合槽
G01G41D02Y61F100加入左半径补偿
G02J-61
G01G40Y90F400取消半径补偿
G41D02X-3.053Y45.648F100加入左半径补偿移动到X-3.053Y45.648
G02X33.609Y14.332R34.5顺时针铣出圆弧R34.5
G03X43.862Y0.980R15.75逆时针铣出圆弧R15.75
G02X47.705Y-5.31R6
G02X-47.606Y6.136R48
G02X-46.72Y8.829R7.5
G03X-41.713Y18.79R131.25
G02X-3.053Y45.648R45.75
G01X-33.59Y54.8作准4个定位方块
X-54.8Y33.59
X-76.01Y5438
X-54.8Y76.01
X-33.59Y54.8
X33.59
X54.8Y76.01
X76.01Y54.8
X54.8Y33.59
X33.59Y54.8
X54.8Y33.59
Y-33.59
X76.01Y-54.8
X54.8Y-76.01
X33.59Y-54.8
X54.8Y-33.59
X33.59Y-54.8
X-33.59
X-54.8Y-76.01
X-76.01Y-54.8
X-54.8Y-33.59
X-33.59Y-54.8
G01X0Y-100作准4个配合槽
G01Z-6
G01X8
Y-70
G03X-8Y-70R8
G01Y-100
G00X-100
Y-10
G01X-70
G03X-70Y10R10
G01X-100
G00Y100
X-8
G01Y70
G03X8Y70R8
G01Y100
G00X100
Y10
G01X70
G03X70Y-10R10
G01X100
G01G40X100G400
M99子程序结束
毕业设计心得体会
经过三个学期的学习,在理论知识方面基本掌握,但是缺乏实际加工设计的经验,本次课程设计十分全面地锻炼了我们在实际工作中对所学知识的应用。
从零件图的绘制,考核了我们对CAD/CAM的知识。
零件分析,考核了我们对机械制造中零件材质以及热处理工艺的知识。
工艺规程设计,考核了我们对机械数控加工工艺的知识,刀具的知识,以及数控加工中复杂形状坐标点的数值计算。
编写程序,以复杂的零件综合考核了我们数控加工程序编制的能力。
对于我们来说这是步入社会工作环境的一次演习。
是不可多得的学习机会。
经过这次课程设计,我们了解了机械加工的整套过程,认识到了我们自身知识的不足,经验的缺乏,在以后的学习工作中要再接再厉,虚心请教,认真学习各种机械加工知识,争取进步。
在次感谢实习指导老师雷洁以及同组同学的帮助。
共勉
参考文献
《数控编程》机械工业出版社李占军
《机械加工工艺手册》机械工业出版社成大先
《金属材料与热处理》中国劳动出版社劳动部编写
《机械制造工艺基础》中国劳动出版社劳动部编写
《CAM数控编程训练集》清华大学出版社卫兵
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- 大专 毕业生 毕业 专项 课题