板类配合件的数控加工分析
板类配合件的数控加工分析[20200123164753]
【摘要】
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。板类零件是数控加工中经常遇到的典型零件，通常用作零件的底板、盖板等，它一般用来安装其余部件，起支撑作用。因此，研究板类零件的数控加工及精度控制显得极为重要。
本文以板类配合件为主要研究对象，首先对零件的结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的数控编程，数控加工等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】加工中心；加工工艺；夹具；刀具；数控编程
引言 1
一、 零件图分析 2
（一） 零件图 2
（二） 结构分析 4
（三） 精度分析 4
（四） 材料分析 4
二、 配合件的数控工艺分析 4
（一） 毛坯的确定 4
（二） 机床的选用 4
（三） 夹具的选用 7
（四） 刀具的选择 7
（五） 切削用量选用 8
（六） 制定加工工艺 10
三、 配合件的数控程序编写 11
（一） 编程基础 11
（二） 程序编写 12
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密，人们对机械产品的质量产率也提出了越来越高的要求。在此背景下，数控技术便应运而生了。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。
板类零件是数控加工中经常遇到的典型零件，通常用作零件的底板、盖板等，它一般用来安装其余部件，起支撑作用。因此，研究板类零件的数控加工及精度控制显得极为重要。
本文以板类配合件的数控加工分析为主要研究对象，首先对零件的结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的数控编程，数控加工等。
本课题来源于精密制造系数控组，板类配合件是板类凸凹零件的装配件。要求零件精度高，且配合件整体需要拥有较好的表面质量，必须用多次粗精加工完成。以下就是针对板类配合件的加工进行分析阐述。
一、零件图分析
（一）零件图
本课题研究的对象是板类配合件，图1-1 所示为板类配合件的凸板零件图，图1-2 所示为板类配合件的凹板零件图。
图1-1凸板零件图
图1-2 凹板零件图
（二）结构分析
如图1-1和图1-2所示，此工件为配合件。该零件是由凸板1和凹板2组成的。凸板1主要包括：厚度为2mm的薄片轮廓，一个长轴120mm短轴80mm的椭圆凸台，两个Φ16的孔和一个M40x1.5的螺纹孔。凹板2主要包括：一个深度10mm的凹槽，两个直径16mm和一个直径12mm的孔。
（三）精度分析
如图1-1和1-2所示，两个孔Φ16H7，精度等级为7级，精度要求较高，经过查询资料得：上下偏差分别为+0.016和0mm。两孔的横向与纵向距离都是140mm，上偏差为+0.02mm，下偏差为-0.02mm。凸板1：薄片的厚度为2mm，上偏差为0.00mm，下偏差-0.025mm。椭圆长轴的长度为120mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.03mm，短轴的长度为80mm，上偏差为0.00mm，下偏差-0.03mm。凸板厚度为29mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.12mm。凹板2：凹板厚度为23mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.12mm。
（四）材料分析
本课题零件材料选用45钢。45钢是属于碳素结构钢。45钢含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途广泛。
45钢，采用淬火和正火处理，机械强度都难以提高，硬度变化也很小，一般不作热处理。此类钢产量最大，用途很广，大量用用建筑及工程结构。通常用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。
二、配合件的数控工艺分析
（一）毛坯的确定
毛坯的形状和尺寸主要由零件表面组成的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，并尽量与零件相接近，以减少机械加工的劳动量。如图1-1所示，凸板1的最大轮廓：长度尺寸为200mm、宽度尺寸为200mm，高度为29mm。凹板2的最大轮廓：长度尺寸为200mm、宽度尺寸为200mm，高度为23mm。根据上面确定原则，确定凸板1毛坯200mmx200mmx30mm，凹板 2毛坯200mmx200mmx25mm。
（二）机床的选用
1. 选择加工机床，要根据零件的结构特点和精度要求。根据本零件的结构和精求需要多把刀具，为了提高加工效率，结合现有的机床采用VMC3016L立式加工中心，系统为FANUC系统。
2.VMC3016L立式加工中心，见图2-1，主要用于中小型零件、模具等多种加工，件工装夹后，可自动高效，高精度的连续完成铣、钻、镗等工序。
（1）强切削力：本机床的主要构件刚度高，主轴转速恒动率范围宽，低速扭矩大，可进行强力切削。主轴承采用外国进口的高精度、高转速、高刚度轴承，主轴运行时精度高。震动小、变形小。
（2）高速定位：通过交流伺服电机联轴节和滚珠丝杠副直联，导轨副均采用了进口名牌的直线滚动副。
（3）机电一体化：采用了机电一体化结构，控制枢，气动装置却安装在立柱床身上，减少占地面积可防止切屑或切削液飞出，避免给操作者带来意外伤害。
图2-1 加工机床图
VMC3016L立式加工中心具体技术参数如表2-1。
表2-1 机床参数表
项目 参数
工作台尺寸 800 x 460 mm
工作台横向行程 750mm
工作台纵向行程 460mm
主轴垂直行程 540mm
主轴箱端面至工作台中心距离 横向（X轴）182mm;纵向（Z轴）675mm
快速移动速度 X、Y；36000 mm/min Z;24000 mm/min
工作台最大承重 500Kg
刀盘上刀具数 24把
最大钻孔直径 25mm
主轴最高转速 10000rpm
定位精度 0.02mm
转台最高转速 10rpm
3.VMC3016L机床的应用
VMC3016L加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当批量的零件。其主要加工对象有以下四类：
（1）箱体类零件：箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件，这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床 60 ％～ 95 ％的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。
【摘要】
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。板类零件是数控加工中经常遇到的典型零件，通常用作零件的底板、盖板等，它一般用来安装其余部件，起支撑作用。因此，研究板类零件的数控加工及精度控制显得极为重要。
本文以板类配合件为主要研究对象，首先对零件的结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的数控编程，数控加工等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】加工中心；加工工艺；夹具；刀具；数控编程
引言 1
一、 零件图分析 2
（一） 零件图 2
（二） 结构分析 4
（三） 精度分析 4
（四） 材料分析 4
二、 配合件的数控工艺分析 4
（一） 毛坯的确定 4
（二） 机床的选用 4
（三） 夹具的选用 7
（四） 刀具的选择 7
（五） 切削用量选用 8
（六） 制定加工工艺 10
三、 配合件的数控程序编写 11
（一） 编程基础 11
（二） 程序编写 12
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密，人们对机械产品的质量产率也提出了越来越高的要求。在此背景下，数控技术便应运而生了。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。
板类零件是数控加工中经常遇到的典型零件，通常用作零件的底板、盖板等，它一般用来安装其余部件，起支撑作用。因此，研究板类零件的数控加工及精度控制显得极为重要。
本文以板类配合件的数控加工分析为主要研究对象，首先对零件的结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的数控编程，数控加工等。
本课题来源于精密制造系数控组，板类配合件是板类凸凹零件的装配件。要求零件精度高，且配合件整体需要拥有较好的表面质量，必须用多次粗精加工完成。以下就是针对板类配合件的加工进行分析阐述。
一、零件图分析
（一）零件图
本课题研究的对象是板类配合件，图1-1 所示为板类配合件的凸板零件图，图1-2 所示为板类配合件的凹板零件图。
图1-1凸板零件图
图1-2 凹板零件图
（二）结构分析
如图1-1和图1-2所示，此工件为配合件。该零件是由凸板1和凹板2组成的。凸板1主要包括：厚度为2mm的薄片轮廓，一个长轴120mm短轴80mm的椭圆凸台，两个Φ16的孔和一个M40x1.5的螺纹孔。凹板2主要包括：一个深度10mm的凹槽，两个直径16mm和一个直径12mm的孔。
（三）精度分析
如图1-1和1-2所示，两个孔Φ16H7，精度等级为7级，精度要求较高，经过查询资料得：上下偏差分别为+0.016和0mm。两孔的横向与纵向距离都是140mm，上偏差为+0.02mm，下偏差为-0.02mm。凸板1：薄片的厚度为2mm，上偏差为0.00mm，下偏差-0.025mm。椭圆长轴的长度为120mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.03mm，短轴的长度为80mm，上偏差为0.00mm，下偏差-0.03mm。凸板厚度为29mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.12mm。凹板2：凹板厚度为23mm，上偏差为0.00mm，下偏差为-0.12mm。
（四）材料分析
本课题零件材料选用45钢。45钢是属于碳素结构钢。45钢含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途广泛。
45钢，采用淬火和正火处理，机械强度都难以提高，硬度变化也很小，一般不作热处理。此类钢产量最大，用途很广，大量用用建筑及工程结构。通常用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。
二、配合件的数控工艺分析
（一）毛坯的确定
毛坯的形状和尺寸主要由零件表面组成的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，并尽量与零件相接近，以减少机械加工的劳动量。如图1-1所示，凸板1的最大轮廓：长度尺寸为200mm、宽度尺寸为200mm，高度为29mm。凹板2的最大轮廓：长度尺寸为200mm、宽度尺寸为200mm，高度为23mm。根据上面确定原则，确定凸板1毛坯200mmx200mmx30mm，凹板 2毛坯200mmx200mmx25mm。
（二）机床的选用
1. 选择加工机床，要根据零件的结构特点和精度要求。根据本零件的结构和精求需要多把刀具，为了提高加工效率，结合现有的机床采用VMC3016L立式加工中心，系统为FANUC系统。
2.VMC3016L立式加工中心，见图2-1，主要用于中小型零件、模具等多种加工，件工装夹后，可自动高效，高精度的连续完成铣、钻、镗等工序。
（1）强切削力：本机床的主要构件刚度高，主轴转速恒动率范围宽，低速扭矩大，可进行强力切削。主轴承采用外国进口的高精度、高转速、高刚度轴承，主轴运行时精度高。震动小、变形小。
（2）高速定位：通过交流伺服电机联轴节和滚珠丝杠副直联，导轨副均采用了进口名牌的直线滚动副。
（3）机电一体化：采用了机电一体化结构，控制枢，气动装置却安装在立柱床身上，减少占地面积可防止切屑或切削液飞出，避免给操作者带来意外伤害。
图2-1 加工机床图
VMC3016L立式加工中心具体技术参数如表2-1。
表2-1 机床参数表
项目 参数
工作台尺寸 800 x 460 mm
工作台横向行程 750mm
工作台纵向行程 460mm
主轴垂直行程 540mm
主轴箱端面至工作台中心距离 横向（X轴）182mm;纵向（Z轴）675mm
快速移动速度 X、Y；36000 mm/min Z;24000 mm/min
工作台最大承重 500Kg
刀盘上刀具数 24把
最大钻孔直径 25mm
主轴最高转速 10000rpm
定位精度 0.02mm
转台最高转速 10rpm
3.VMC3016L机床的应用
VMC3016L加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当批量的零件。其主要加工对象有以下四类：
（1）箱体类零件：箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件，这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床 60 ％～ 95 ％的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。
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