机电一体化技术论文.doc

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1、常州工学院成教院 毕业设计（论文）年级专业 10级机电一体化技术 学生姓名 徐杰 指导教师 评 卷 人 教学地点 2012 年 5 月 8 日目 录摘要3关键字3前言31产品零件图42作用和技术要求43工艺过程454加工方法595零件的加工工艺性分析9126应用中的经验137结束语148参考文献149答谢词15数控铣削盖板类零件的加工常州工学院成教院 徐杰摘 要 数控技术及数控铣床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控铣床的广泛应用，给机械制造业的产业结

2、构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控铣床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的UG、制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。数控装置也逐渐由NC向CNC发展。其高速、高效、高精度、高可靠性的特性以及其模块化、智能化、柔性化和集成化的快捷方便使其在生产制造中成为越来越重要的角色。本文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。关键词： 数控铣床 加工工艺关 键 字数控铣床 加工工艺前 言从20世纪中叶数控

3、技术出现以来，数控铣床给机械制造业带来了革命性的变化。数控铣床加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控铣床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。 数控铣床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，

4、使世界制造业的格局发生了巨大变化。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 数控铣床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削

5、中心等1958年我国开始研制数控机床，1975年又研制出第一台加工中心。我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势。目前，在数控技术领域，我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备，如：数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。一、 产品零件图（见附图）二、 作用和技术要求两配合件要求外形轮廓相配销孔相配，配合间隙要求等于0.06。从图形可以出轮廓的周边曲线圆弧和粗糙值要求都比较高，零件的装夹采用平口钳。面粗糙度为1.6，孔尺寸精度要求为IT8级，粗糙度为1.

6、6，为防止钻偏，按钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔方案进行；10mm沉头孔在孔基础上锪至尺寸即可。三、 工艺过程 按照先粗后精、先面后孔的原则及为了减少换刀次数不划分加工阶段来确定加工顺序。具体加工路线为：粗、精铣面-粗、半精、精镗孔-钻各光孔和中心孔-钻、扩、铰-钻孔、再倒角，具体顺序见表。加工工艺过程：序号 工序内容定位及夹紧1装夹工件，夹持工件150mm*120mm机械式平口钳夹持2铣平面保证尺寸24mm机械式平口钳夹持3钻孔29mm，钻深为24mm机械式平口钳夹零件4钻孔2*11mm机械式平口钳夹零件5铰内孔12、铰内孔30至尺寸，精铣及检查机械式平口钳夹零件四、 加工方法 工作前的准备工作

7、 1、机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑； 2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换； 3、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内； 4、刀具安装好后应进行一、二次试切削； 5、检查卡盘夹紧工作的状态。 工作过程中的安全注意事项 1、禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理； 2、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位； 3、禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床； 4、铣床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车； 5、经常检查

8、轴承温度，过高时应找有关人员进行检查； 6、在加工过程中，不允许打开机床防护门； 7、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意。 工作完成后的注意事项 1、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态； 2、检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换； 3、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。零件图纸 件一 件2材料的选择 由于各种机械的用途和性能不同，其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。 零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到

9、较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。 综上所述该零件的材料选为毛坯为26122152铝材料。夹方式数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，要求有以下两点： 1、力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。 2、尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。综合以上分析可选用：平口钳。具的选择对夹具选择的基本要求： 1、为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联

10、系。 2、为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。 3、具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。以下为所用夹具： 图3-5 机械式平口钳5对刀 装工件，刀具主轴正转600 对X轴: 将刀移到工件一侧 轻碰 提刀上来，相对坐标X清零 移刀到工件另一侧，记录当前坐标150 将刀移到150/2处，X清零 对Y轴: 将刀

11、移到工件一侧 轻碰 提刀上来，相对坐标Y清零 移刀到工件另一侧，记录当前坐标120 将刀移到120/2处，Y清零 对Z轴（对工件表面清零即可） 设置工件坐标： 1,对刀完成后（到在X0 Y0 Z0） 2,POS坐标一般全设 3,将刀提到安全高度五 零件的加工工艺性分析1.加工工序两配合件要求外形轮廓相配销孔相配，配合间隙要求等于0.06。从图形可以出轮廓的周边曲线圆弧和粗糙值要求都比较高，零件的装夹采用平口钳。在安装工件时，需要注意工件安装要放在钳口中间部位，安装台虎钳时，要固定好钳口，工件被加工部分要求高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。加紧时，注意工件上浮。先加工件一，再加工相配件二，加工坐

12、标系G45建立在工件表面上，零件的对称中心处。件一加工工序为：1、 铣大平面，保证尺寸24，选用80可转位面铣刀（T1）2、 铣轮廓外形，选用80可转位面铣刀（T1）3、 精铣外轮廓外形周边，选用16立传铣刀（T2）4、 先用3中心钻定位，再钻孔30孔，选用30的麻花钻头（T3）5、 铣内轮廓2mm厚度的周边，选用16立转铣刀（T2）6、 铣内轮廓R45、R7、R10的周边，选用16立转铣刀（T2）7、 铣边角料，选用16立转铣刀（T2）8、 钻孔2*11孔，选用11.8钻头（T4）9、 铰孔2*12H7,选用12H7的铰孔（T5）件二加工工序为：1、铣大平面，保证尺寸19，选用80可转位面铣

13、刀（T1）2、 先用3中心钻定位（T3）3、 精铣外轮廓外形周边，选用16立传铣刀（T2）4、 铣内轮廓中的残料选用32立铣刀（T7）5、 铣内轮廓R45、R7、R10的周边，选用16立转铣刀（T2）2.工艺设计 1）选择加工方案 面粗糙度为1.6，采用粗铣-精铣方案即可；孔尺寸精度要求为IT8级，粗糙度为1.6，为防止钻偏，按钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔方案进行；10mm沉头孔在孔基础上锪至尺寸即可。 2）确定加工顺序 按照先粗后精、先面后孔的原则及为了减少换刀次数不划分加工阶段来确定加工顺序。具体加工路线为：粗、精铣面-粗、半精、精镗孔-钻各光孔和中心孔-钻、扩、铰-钻孔、再倒角，具体顺序见

14、表。 3）确定装夹方案和选择夹具 该盖板零件形状较简单、尺寸较小，四个侧面较光整，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选通用台钳，以盖板底面和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。 4）选择的刀具及附图根据加工内容，所需刀具有面8mm铣刀、中心钻、11mm麻花钻、12mm铰刀、立铣刀（锪孔）等，其规格根据加工尺寸选择。精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类，经综合分析确定粗、精铣铣刀直径都选为。其他刀具根据孔径尺寸确定。8mm铣刀中心钻11mm麻花钻铰刀 5）确定进给路线面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为8mm，故安排沿x

15、方向两次进给。因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，所以所有孔加工进给路线均按最短路线确定。 UG模拟加工 六 、应用中的经验针对现场操作所出现的一些问题，我们提出了如下注意事项：1、开机前应对数控机床进行细致的检查，包括操作面板、导轨面、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。2、数控铣床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。3、程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。4、正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。 5、输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。6、未装工件前，空运行一次程序，看程序能否

16、顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。7、试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。8、试切进刀时，在刀具运行至工件3050处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。9、试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。10、程序修改后，要对修改部分仔细核对。 11、必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。12、操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。13、紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。七、结束语在我们即将毕业之即，我选择典型零件的加工做为我毕业设计的内容，因

17、为它可以生产制品的精度之高，实属一种经济快捷的生产方式，塑料的质轻、比强度高、化学稳定性好、容易成型加工、可焊性好、与其他材料相嵌接等一系列优点，广泛的应用于日常生活。数控工艺的最大特点是精确，省去大量的人力劳动，能够制出所需的任意数量的直接使用或者稍做处理即可使用的制品。在数控加工工艺中，涉及设备和原材料状况、制品设计、工艺条件等多种因素，数控是与这些因素密切相连的关键环节，数控技术的合理性和可靠性，直接影响到制品的质量以及整个工艺过程的效率和效益。所以这次设计我们不仅要了解数控机床的结构和工作原理还要考虑加工工艺具体步骤、而且要结合CAD软件绘制图纸等诸多因素，这对我们学习是一个总结，让我

18、们把所学的东西综合的运用起来，同时也找到了我们学习中的不足之处。 强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。六、 参 考 文 献1、田春霞 主编 数控加工工艺 机械工业出版社2、润舟 主编 数控编程与加工技术 机械工业出版社3、周开勤 主编 机械零件手册 高等教育出版社4、祁宏志 主编 机械制造基础 电子工业出版社5、苏伟 主编 机械加工基础 机械工业出版社6、史新逸 主编 数控编程与加工仿真 中国科技技术大学出版社七、 答 谢 辞值此论文完成之际，我要衷心的感谢常州冶金技师学校的老师们，他们为我们提供了条件，保证了论文撰写的顺利进行。在这里我要重点感谢我们的论文指导老师，他花费了大量的业余时间来给予我们悉心的指导，当我们在改造过程中遇到难题时，他和我们一起查资料，一起攻克难关。