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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 前 言</b></p><p> 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定零件的加工方案,為我們即將走上工作崗位的畢業(yè)生打基礎(chǔ),最后,讓我們?cè)跀?shù)控機(jī)床上加工出該零件達(dá)到圖紙要求。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械,機(jī)電專(zhuān)業(yè)的人才帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 隨著我國(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加
2、入世貿(mào)組織。我國(guó)經(jīng)濟(jì)全面與國(guó)際接軌,并逐步成為全球制造中心,我國(guó)企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控技術(shù)是制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,集成化的基礎(chǔ),是提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率不可少的物資手段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們畢業(yè)生更好的熟悉典型零件的加工工藝,學(xué)會(huì)分析零件,并進(jìn)行零件的加工,最終完成一個(gè)合格的零件,為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。</p><p><b> 目 錄</b></p&
3、gt;<p> 一、任務(wù)內(nèi)容………………………………………………………………………3</p><p> 二、任務(wù)技術(shù)要求…………………………………………………………………4</p><p> 三、匯總相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)…………………………………………………………4</p><p> 1.數(shù)控銑削加工特點(diǎn) …………………………………………………………
4、……4 </p><p> 2.確定加工路線時(shí)應(yīng)遵守以下原則…………………………………………………4</p><p> 3.尺寸精度的影響因素 ……………………………………………………………5</p><p> 4.形位精度的影響因素 ……………………………………………………………5</p><p> 5.薄壁零件銑削……………………
5、………………………………………………6</p><p> 6.零件幾何尺寸的處理方法 ………………………………………………………6</p><p> 7.刀具半徑補(bǔ)償修調(diào)………………………………………………………………7</p><p> 8.順銑與逆銑的選擇………………………………………………………………7</p><p> 9.切
6、削用量的確定………………………………………………………………8</p><p> 10.精加工余量的確定…………………………………………………………… 10</p><p> 11.確定刀具切入切出路線…………………………………………………………10</p><p> 12.任意角度倒角和倒圓…………………………………………………………11</p>
7、<p> 13.確定最短加工路線……………………………………………………………12</p><p> 14.合理選用切削液………………………………………………………………14</p><p> 15.機(jī)用虎鉗的找正及安裝 ………………………………………………………14</p><p> 16.試切對(duì)刀…………………………………………………………
8、……………15</p><p> 四、典型零件加工工藝,程序編制及加工………………………………………18</p><p> 1.設(shè)備及工具選用………………………………………………………………18</p><p> 2.零件圖紙分析…………………………………………………………………20</p><p> 3.零件的加工工藝分析……………
9、……………………………………………21</p><p> 4.零件的裝夾方案確定…………………………………………………………21</p><p> 5.零件加工所用刀具及切削用量選用……………………………………………22</p><p> 6.工件原點(diǎn)及零件幾何要素確定…………………………………………………22</p><p> 7.
10、制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片……………………………………………23</p><p> 8.?dāng)?shù)控加工程序編制 ……………………………………………………………24</p><p> 9.試切加工及注意事項(xiàng) …………………………………………………………29</p><p> 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………………31</p>
11、<p> 致謝…………………………………………………………………………………32</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………33</p><p><b> 一、任務(wù)內(nèi)容</b></p><p> 試在數(shù)控銑床上完成如圖5-1所示工件的編程與加工(已知材料為45#鋼,毛坯尺寸為78&
12、#215;78×20±0.03㎜)。</p><p> 要求:零件的各加工技術(shù)要求符合圖紙要求。</p><p><b> 圖1-1 零件圖紙</b></p><p><b> 繪制零件圖形</b></p><p><b> 二、任務(wù)技術(shù)要求</b>
13、</p><p><b> 技術(shù)要求如下:</b></p><p> ?。?)以小批量生產(chǎn)條件編程;</p><p> ?。?)不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面;</p><p> ?。?)加工精度及表面質(zhì)量符合圖紙要求;</p><p> 注:(1)毛坯材料:45#鋼,調(diào)質(zhì)處理;</p>
14、;<p> ?。?)毛坯尺寸:78×78×20±0.03㎜。</p><p> 三、匯總相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)</p><p> 1.數(shù)控銑削加工特點(diǎn) </p><p> ?、賹?duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈話性好,能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件,</p><p> 如模具類(lèi)、殼體類(lèi)零件等。&
15、lt;/p><p> ②能加工普通機(jī)床無(wú)法加工或很難加工的零件,如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線類(lèi)零件以及三維空間曲面類(lèi)零件。</p><p> ?、勰芗庸ひ淮窝b夾定位后,需進(jìn)行多道工序加工的零件。如可對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、攻螺紋、銑端面、挖槽等多道工序的加工。</p><p> ④加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。</p><p> ⑤生產(chǎn)自動(dòng)
16、化程度高,生產(chǎn)效率高。</p><p> ⑥從切削原理上講,端銑和周銑都屬于斷續(xù)切削方式,不像車(chē)削那樣連續(xù)切削,因此對(duì)刀具的要求較高,刀具應(yīng)具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削狀況下,還要求刀具具有良好的紅硬性。</p><p> 2.確定加工路線時(shí)應(yīng)遵守以下原則</p><p> ①確定加工路線應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求,并保證高的加工效
17、率。</p><p> ?、跒樘岣呱a(chǎn)效率,在確定加工路線時(shí),應(yīng)使加工路線最短,刀具空行程時(shí)間最少。</p><p> ③所確定的加工路線應(yīng)當(dāng)能夠減少編程工作量,以及編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的工作量。</p><p> 在使用以上原則的時(shí)候,還應(yīng)當(dāng)考慮零件的加工余量,機(jī)床的加工能力等問(wèn)題。</p><p> 3.尺寸精度的影響因素</p&g
18、t;<p> 銑削加工過(guò)程中產(chǎn)生尺寸精度降低的原因是多方面的,在實(shí)際加工過(guò)程中,造尺寸精度降低的原因見(jiàn)表1.1</p><p> 表1.1 數(shù)控銑尺寸精度降低原因分析</p><p> 4.形位精度的影響因素</p><p> 零件的形位精度有各加工表面與基準(zhǔn)面的垂直度、平行度以及對(duì)稱(chēng)度等。在零件輪廓的加工過(guò)程中,造成形位精度降低的可能原因見(jiàn)表
19、1.2。</p><p> 表1.2 數(shù)控銑形位精度降低原因分析</p><p> 注:形位精度對(duì)配合精度有直接影響。</p><p><b> 5.薄壁零件銑削</b></p><p> 薄壁零件銑削時(shí)變形是多方面的。主要由于裝夾工件時(shí)的夾緊力,切削工件時(shí)的切削力,工件阻礙刀具切削時(shí)產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形
20、,使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。</p><p> 提高薄壁件加工精度和效率的措施如下;</p><p> ?、偾邢髁Φ拇笮∨c切削用量密切相關(guān)。從《金屬切削原理》中可以知道:背吃刀量以,進(jìn)給量,切削速度υ是切削用量的三個(gè)要素。</p><p> 背吃刀量和進(jìn)給量同時(shí)增大,切削力也增大,變形也大,對(duì)銑削薄壁零件極為不利。減少背吃刀量,增大進(jìn)給量,切削力雖然有所下降
21、,但工件表面殘余面積增大,表面粗糙度值大,使強(qiáng)度不好的薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力增加,同樣也會(huì)導(dǎo)致零件的變形。</p><p> 6.零件幾何尺寸的處理方法</p><p> 數(shù)控加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的,零件圖中各幾何元素間的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)應(yīng)明確,各種幾何元素的條件要充分,應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如,如圖1-2所示,由于零件輪廓各處
22、尺寸公差帶不同,那么,用同一把銑刀、同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值編程加工時(shí),就很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時(shí)要對(duì)其尺寸公差帶進(jìn)行調(diào)整,一般采取的方法是:在保證零件極限尺寸不變的前提下,在編程計(jì)算時(shí),改變輪廓尺寸并移動(dòng)公差帶,如圖1-2所示的括號(hào)內(nèi)的尺寸,編程時(shí)按調(diào)整后的基本尺寸進(jìn)行,這樣,在精加工時(shí)用同一把刀,采用相同的刀補(bǔ)值,如工藝系統(tǒng)穩(wěn)定又不存在其他系統(tǒng)誤差,則可以保證加工工件的實(shí)際尺寸分布中心與公差帶中心重合,保證加工精度。&
23、lt;/p><p> 圖1-2 零件尺寸公差帶的調(diào)整 圖1-3 刀具半徑補(bǔ)償</p><p> 7.刀具半徑補(bǔ)償修調(diào)</p><p> 刀具半徑補(bǔ)償除方便編程外,還可靈活運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)利用同一程序進(jìn)行粗、精加工,即:</p><p> 粗加工刀具半徑補(bǔ)償=刀具半徑+精加工余量</p><
24、p> 精加工刀具半徑補(bǔ)償=刀具半徑+修正量</p><p> 刀具半徑補(bǔ)償如圖1-3所示,刀具直徑為ф20立銑刀,現(xiàn)零件粗加工后給精加工留余量單邊1.0㎜,則粗加工刀具半徑補(bǔ)償D01的值為:</p><p><b> ㎜</b></p><p> 粗加工后實(shí)測(cè)L尺寸為L(zhǎng)+1.98,則精加工刀具半徑補(bǔ)償D11值應(yīng)為:</p&g
25、t;<p><b> ㎜</b></p><p> 則加工后工件實(shí)際L值為L(zhǎng)-0.03。</p><p> 8.順銑與逆銑的選擇</p><p> 如圖1-4所示,根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向間的相互關(guān)系,數(shù)控銑削分為順銑和逆銑兩種。在刀具正轉(zhuǎn)的情況下,刀具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相同,采用左刀補(bǔ)銑削為順銑;刀
26、具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相反,而采用右刀補(bǔ)銑削為逆銑。</p><p> 采用順銑時(shí),其切削力及切削變形小,但容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。因此,通常采用順銑的加工方法進(jìn)行精加工。而采用逆銑則可以提高加工效率,但由于逆銑切削力大,導(dǎo)致切削變形增加、刀具磨損加快。因此,通常在粗加工時(shí)采用逆銑的加工方法。</p><p> 圖1-4 順銑與逆銑</p><p>&
27、lt;b> 9.切削用量的確定</b></p><p> 數(shù)控編程時(shí),編程人員必須確定每道工序的切削用量,并以指令的形式寫(xiě)入程序中。對(duì)于不同的加工方法,需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度,充分發(fā)揮刀具切削性能,保證合理的刀具耐用度;并充分發(fā)揮機(jī)床的性能,最大限度提高生產(chǎn)率,降低成本??傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比
28、方法確定。同時(shí),使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng),以形成最佳切削用量。</p><p> (1)切削用量計(jì)算:</p><p> 已知:直徑Ф60,齒數(shù)4,取每齒吃刀量fz=0.06㎜/r,f=4×0.06=0.24㎜/r,設(shè)切削速度V=80m/min </p><p> 主軸轉(zhuǎn)速n =1000V/πD</p><p&
29、gt; =1000×80/3.14×60</p><p><b> =424r/min</b></p><p> 進(jìn)給量 F = f·S</p><p><b> =0.24×424</b></p><p> =101.76㎜/min</p
30、><p> (2)我們?cè)谌∏邢饔昧繒r(shí),可以適當(dāng)變化一些,要根據(jù)加工時(shí)的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整。當(dāng)加工精度,表面粗糙度要求高時(shí),進(jìn)給速度應(yīng)選小些,轉(zhuǎn)速較高一點(diǎn)。刀具空行程時(shí),特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí),可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。</p><p> (3)鉆削用量的選擇。 </p><p><b> ?、巽@頭直徑</b></p>
31、;<p> 鉆頭直徑由工藝尺寸確定。孔徑不大時(shí),可將孔一次鉆出。工件孔徑大于35 ㎜時(shí),若仍一次鉆出孔徑,往往由于受機(jī)床剛度的限制,必須大大減小進(jìn)給量。若兩次鉆出,可取大的進(jìn)給量,既不降低生產(chǎn)效率,又提高了孔的加工精度。先鉆后擴(kuò)時(shí),鉆孔的鉆頭直徑可取孔徑的50%~70%。</p><p><b> ?、谶M(jìn)給量</b></p><p> 小直徑鉆頭主要
32、受鉆頭的剛性及強(qiáng)度限制,大直徑鉆頭主要受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度及工藝系統(tǒng)剛性限制。在條件允許的情況下,應(yīng)取較大的進(jìn)給量,以降低加工成本,提高生產(chǎn)</p><p><b> 效率。</b></p><p> 普通麻花鉆鉆削進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算選取</p><p> =(0.01~0.02)</p><p><b
33、> 式中,為孔的直徑。</b></p><p> 直徑小于3~5 ㎜的鉆頭,常用手動(dòng)進(jìn)給。</p><p> 加工條件不同時(shí),其進(jìn)給量可查閱切削用量手冊(cè)。</p><p><b> ?、坫@削速度</b></p><p> 鉆削的背吃刀量(即鉆頭半徑)、進(jìn)給量及切削速度對(duì)鉆頭耐用度都會(huì)產(chǎn)生影響,但
34、背吃刀量對(duì)鉆頭耐用度的影響與車(chē)削不同。當(dāng)鉆頭直徑增大時(shí),盡管增大了切削力,但鉆頭體積也顯著增加,因而使散熱條件明顯改善。實(shí)踐證明,鉆頭直徑增大時(shí),切削溫度有所下降。因此,鉆頭直徑較大時(shí),可選取較高的切削速度。</p><p> 一般情況下,鉆削速度可參考表1.3選取。</p><p> 表1.3 普通高速鋼鉆頭鉆削速度參考值(m/min)</p><p>
35、目前有不少高性能材料制作的鉆頭,其切削速度宜取更高值,可由有關(guān)資料查取。 .</p><p> (4)鉸削用量的選擇。 </p><p><b> ?、巽q刀直徑。</b></p><p> 鉸刀直徑的基本尺寸等于孔的直徑基本尺寸。鉸刀直徑的上下偏差應(yīng)根據(jù)被加工孔的公差、鉸孔時(shí)產(chǎn)生的擴(kuò)張量或收縮量、鉸刀的制造公差和磨損公差來(lái)決定。<
36、/p><p><b> ?、阢q削余量。</b></p><p> 粗鉸時(shí),余量為0.2~0.6 ㎜;精鉸時(shí),余量為0.05~0.2㎜。一般情況下,孔的精度較高鉸削余量越小。</p><p><b> ?、圻M(jìn)給量</b></p><p> 在保證加工質(zhì)量的前提下,值可取得大些。用硬質(zhì)合金鉸刀加工鑄鐵時(shí)
37、,通常取=0.5~3㎜/r;加工鋼時(shí),可取=O.3~2 ㎜/r。用高速鋼鉸刀鉸孔時(shí),通常?。?㎜/r。</p><p><b> ?、茔q削速度 </b></p><p> 鉸削速度對(duì)孔的表面粗糙度Ra值影響最大,一般采用低速鉸削來(lái)提高鉸孔質(zhì)量。用高速鋼鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時(shí),鉸削速度<10m/min;用硬質(zhì)合金鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時(shí),鉸削速度為8~20m/min。
38、</p><p> 10.精加工余量的確定</p><p> 精加工余量的方法主要有經(jīng)驗(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法等幾種。數(shù)控銑床上通常采用經(jīng)驗(yàn)估算法或查表修正法確定精加工余量,其推薦值見(jiàn)表1.4(輪廓指單邊余量,孔指雙邊余量)</p><p> 表1.4 精加工余量推薦值/mm</p><p> 11.確定刀具切入切出路線<
39、;/p><p> 銑削零件輪廓時(shí),為保證零件的加工精度與表面粗糙度要求,避免在切人切出處產(chǎn)生刀具的刻痕,設(shè)計(jì)刀具切人切出路線時(shí)應(yīng)避免沿零件輪廓的法向切人切出。切人工件時(shí)沿切削起始點(diǎn)延伸線或切線方向逐漸切人工件,保證零件曲線的平滑過(guò)渡。同樣,在切離工件時(shí),也應(yīng)避免在切削終點(diǎn)處直接抬刀,要沿著切削終點(diǎn)延伸線或切線方向逐漸切離工件。</p><p> 對(duì)于二維輪廓加工,如果內(nèi)輪廓曲線不能外延時(shí),
40、可沿內(nèi)輪廓曲線的法向進(jìn)刀和退刀,進(jìn)刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處,如圖1-5所示。</p><p> 對(duì)于型腔的粗銑加工,一般應(yīng)先鉆一個(gè)工藝孔至型腔底面(留一定精加工余量),并擴(kuò)孔,以便所使用的立銑刀能從工藝孔進(jìn)刀,進(jìn)行型腔粗加工,如圖1-6所示。型腔粗加工方式一般采用從中心向四周擴(kuò)展。</p><p> 銑削內(nèi)槽時(shí)除選擇刀具圓角半徑符合內(nèi)槽的圖紙要求外,為保證零
41、件的表面粗糙度,同時(shí)又使進(jìn)給路線短,可先用行切法切去中間部分余量,最后用環(huán)切法切一刀,既能使總的進(jìn)給路線短,又能獲得較好的表面粗糙度。</p><p> 此外,輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓,因?yàn)榧庸み^(guò)程中的切削力會(huì)使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對(duì)平衡狀態(tài),進(jìn)給停頓時(shí),切削力突然變小,會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài),刀具會(huì)在進(jìn)給停頓處的零件輪廓上留下刀痕,影響零件的表面質(zhì)量。</p><p> 圖1-
42、5沿曲線法向進(jìn)刀和退刀圖 1-6 型腔粗加工方式</p><p> 12.任意角度倒角和倒圓</p><p> 在任意兩直線插補(bǔ)程序段之間、在直線和圓弧插補(bǔ)或圓弧與直線插補(bǔ)程序段之間、</p><p> 在兩圓弧插補(bǔ)程序段之間可以自動(dòng)地插入倒角和倒圓。</p><p><b> 指令格式為:</
43、b></p><p> G01 X_Y_,C_ ; 拐角倒角</p><p> G01 X_Y_,R_ ; 拐角圓弧過(guò)渡</p><p> X、Y表示任意兩直線、圓弧插補(bǔ)或圓弧與直線插補(bǔ)的交點(diǎn)坐標(biāo)。</p><p> C后的值表示倒角起點(diǎn)和終點(diǎn)距假想拐角交點(diǎn)的距離,假想拐角交點(diǎn)即未倒角前的拐角交點(diǎn),如圖1-6所示;R后的值表示圓
44、角半徑,如圖1-7所示。</p><p> 圖1-6任意角度倒角 圖1-7 任意角度倒圓</p><p> 上面的指令應(yīng)加在直線插補(bǔ)G01或圓弧插補(bǔ)G02/G03程序段的末尾。倒角和拐角</p><p> 圓弧過(guò)渡的程序段可連續(xù)地指定。 </p><p> 使用時(shí)需注意以下幾點(diǎn):</p>&
45、lt;p> (1)00組G代碼(除了G04以外)、16組的G68不能與倒角和拐角圓弧過(guò)渡位于同一程序段中,也不能用在連續(xù)形狀的倒角和拐角圓弧過(guò)渡的程序段中;</p><p> (2)在螺紋加工程序段中不能指定拐角圓弧過(guò)渡;</p><p> (3)在坐標(biāo)系變動(dòng)(G92或G52~G59),或執(zhí)行返回參考點(diǎn)(G28~G30)之后的程序段中不能指定倒角或拐角圓弧過(guò)渡;</p&g
46、t;<p> (4)DNC操作不能使用任意角度倒角和拐角圓弧過(guò)渡。</p><p> 13.確定最短加工路線</p><p> (1)確定走刀路線時(shí),在滿足零件加工質(zhì)量的前提下應(yīng)使走刀路線最短,不僅節(jié)省加工時(shí)間,減少刀具空行程時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,也避免機(jī)床磨損消耗和生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)進(jìn)給最短進(jìn)給路線,除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外,還應(yīng)善于分析,必要時(shí)輔以簡(jiǎn)單的計(jì)算。</p
47、><p> 圖1-8 鉆孔是最短走刀路線設(shè)計(jì)</p><p> 如加工圖1-8(a)所示零件上的孔系。圖1-8(b)所示的走刀路線為先加工完外圈孔后,再加工內(nèi)圈孔。若改用圖1-8(c)所示的走刀路線,減少空刀時(shí)間,則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍,提高了加工效率。</p><p> ?。?)確定Z向(軸向)進(jìn)給路線</p><p> 刀具在Z向的進(jìn)
48、給路線分為快速移動(dòng)進(jìn)給路線和工作進(jìn)給路線。刀具先從初始平面快速運(yùn)動(dòng)到距工件加工表面一定距離的R平面,然后按工作進(jìn)給速度進(jìn)行加工。圖1-9(a)所示為加工單個(gè)孔時(shí)刀具的進(jìn)給路線。對(duì)多孔而言,為減少刀具空行程進(jìn)給時(shí)間,加工中間孔時(shí),刀具不必退回到初始平面,只要退回到R平面上即可,其進(jìn)給路線如圖1-9(b)所示。</p><p> 圖1-9 刀具Z向進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例</p><p> 如圖1
49、-10所示,加工不通孔時(shí),工作進(jìn)給距離為:</p><p> 圖1-10 工作進(jìn)給距離計(jì)算</p><p> 加工通孔時(shí),工作進(jìn)給距離為: </p><p> 由于麻花鉆的鉆心角為118°,所以:</p><p> 刀具切入、切出距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.5。</p><p> 表1.5 刀具切入、
50、切出距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)(mm)</p><p> 14.合理選用切削液</p><p> 用高速鋼刀具,粗加工時(shí),以水溶液冷卻,主要降低切削溫度;精加工時(shí),采用中、低加工,選用潤(rùn)滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液,主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命。硬質(zhì)合金刀具,粗加工時(shí),采用低濃度的乳化液或水溶液,必須連續(xù)地、充分地澆注;精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本相同,但應(yīng)適當(dāng)提高
51、其潤(rùn)滑性能,在銑削過(guò)程中充分使用切削液不僅減小了切削力,刀具的耐用度得到提高,工件表面粗糙度值也降低了,同時(shí)工件不受切削熱的影響而使其加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化,保證了零件的加工質(zhì)量。</p><p> 15.機(jī)用虎鉗的找正及安裝</p><p> 為了使工件合理的固定安裝,就必須先將夾具正確的安裝并固定于機(jī)床的工作上,使平口虎鉗的固定鉗口面平行于機(jī)床的X軸并垂直于工作臺(tái),使平口虎鉗的
52、底面平行于工作臺(tái)面,也就是保證機(jī)床的主軸垂直于機(jī)床工作臺(tái)。</p><p> ?。?)夾具(平口虎鉗)的安裝找正步驟如下圖1-11</p><p> 圖1-11機(jī)用虎鉗的安裝</p><p> ?、贆z查虎鉗底部的定位鍵是否緊固,定位鍵的定位面是否同一方向安裝;</p><p> ②將機(jī)用虎鉗安裝在工作臺(tái)中間的T形槽內(nèi),鉗口位置居中,并且用
53、手拉動(dòng)機(jī)用虎鉗底盤(pán),使定位鍵向T形槽直槽一側(cè)貼合;</p><p> ?、塾肨形螺栓將機(jī)用虎鉗壓緊在銑床工作臺(tái)面上。</p><p> ?。?)機(jī)用虎鉗的找正。</p><p> ?、傧葘⑵娇诨Q用T型螺栓緊固于工作臺(tái)上,松開(kāi)機(jī)用虎鉗上體與轉(zhuǎn)盤(pán)底座的緊固螺母,將機(jī)用虎鉗水平回轉(zhuǎn)90°,略緊固螺母。</p><p> ②用百分表找正
54、,將百分表固定在機(jī)床主軸上,使機(jī)用虎鉗鉗口與銑床X向進(jìn)給方向平行。</p><p> ?、廴缓笫褂檬州喴苿?dòng)工作臺(tái)和主軸,使表的接觸頭靠上平口虎鉗的固定鉗口面。找正的方法如圖1-12所示。</p><p> ④找正時(shí),注意防止百分表座與連接桿的松動(dòng),以免影響找正精度。進(jìn)行找正的操作時(shí),先將百分表測(cè)頭與定鉗口長(zhǎng)度方向的中部接觸,然后移動(dòng)X向,根據(jù)顯示值誤差微量調(diào)整回轉(zhuǎn)角度,直至鉗口與X向平行
55、。</p><p> ?、菀苿?dòng)銑床Z向,可以校核定鉗口與工作臺(tái)面的垂直度誤差。</p><p> 圖1-12百分表找正</p><p><b> 16.試切對(duì)刀</b></p><p><b> (1)直接測(cè)量法</b></p><p> 1)X、Y軸測(cè)量(如圖1—1
56、3所示)</p><p> 圖1—14工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置關(guān)系(X、Y視圖)</p><p> D — 基準(zhǔn)刀具直徑;</p><p> XM — 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值(工作臺(tái)X向移動(dòng)距離);</p><p> YM — 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值(工作臺(tái)Y向移動(dòng)距離);</p><p> 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械
57、坐標(biāo)值為(Xw、Yw)</p><p> Xw= ―∣XM- D/2∣</p><p> Yw= ―∣YM- D/2∣</p><p> 2)Z軸測(cè)量(如圖1—15所示)</p><p> 圖1—16工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置關(guān)系(X、Z視圖)</p><p> H — 基準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度;</p>&
58、lt;p> ZM — 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值(主軸Z向移動(dòng)距離);</p><p> 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值為(Zw)</p><p> Zw= ―∣ZM+H∣</p><p><b> 如果不計(jì)刀具長(zhǎng)度則</b></p><p> Zw= ―∣ZM∣ (一般常用)</p><p&
59、gt; 注:在計(jì)算中我們假設(shè)所有的坐標(biāo)數(shù)值為正值。</p><p><b> ?。?) 操作步驟</b></p><p> 例:工件毛坯:100×100×30 mm,刀具直徑Ф16㎜,刀具長(zhǎng)度90 mm。刀具偏移設(shè)置</p><p> 如圖1—17、圖1—18所示。</p><p> 圖1—1
60、7 圖1—18</p><p><b> 操作步驟如下:</b></p><p> 1)將工件正確固定于夾具上。</p><p> 2)在JOG方式下進(jìn)行裝刀。</p><p> 3)MDI方式下啟動(dòng)主軸。</p><p> 4)移動(dòng)刀
61、具,使刀具與工件X方向(左側(cè))基準(zhǔn)面相切。</p><p> 5)沿Z向提刀,計(jì)算X方向工件原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值(-252 mm)。</p><p> 6)在位置偏移G54畫(huà)面中 x_偏置設(shè)定內(nèi)輸入-252,按輸入鍵。</p><p> 7)對(duì)Y軸與X軸操作方法相同。</p><p> 8)Y軸設(shè)定好以后,提刀使刀具端面與工件上表面相切。
62、</p><p> 9)在位置偏移G54(圖1-19)畫(huà)面中Z_偏置內(nèi)輸入-200,按輸入鍵。</p><p> 10)在MDI方式下,輸入G54 G90,按循環(huán)啟動(dòng)鍵,使G54坐標(biāo)值生效。</p><p> 11)手動(dòng)將刀具移動(dòng)到工件坐標(biāo)系X0、Y0、Z0進(jìn)行刀具檢驗(yàn)。</p><p> 12)如不正確則重復(fù)操作4—11項(xiàng)。<
63、/p><p> 13)如果正確,則將刀具提高,并停止主軸。</p><p> 圖1—19(FANUC 0i系統(tǒng))刀具偏移設(shè)置</p><p> 四、典型零件加工工藝,程序編制及加工</p><p><b> 1.設(shè)備及工具選用</b></p><p> 機(jī)床:根據(jù)零件的加工需要,本則提高效率
64、的原則來(lái)選擇加工設(shè)備。</p><p> 夾具:根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)性,加工裝夾需要,與其它零件配合加工來(lái)選擇夾具。刀具:在加工工件時(shí),根據(jù)加工需要,盡可能選擇直徑大的刀具或則不同類(lèi)型的刀具,進(jìn)行一次性加工來(lái)提高加工效率。</p><p> 量具:在檢測(cè)工件時(shí),需要配合的零件采用配合方式來(lái)檢測(cè),不需要配合的部位,根據(jù)的零件的公差來(lái),選擇合理的測(cè)量工具。</p><p>
65、;<b> 2. 零件圖紙分析</b></p><p> 該零件主要以?xún)?nèi)輪廓、槽加工為主,零件尺寸主要有直線、圓弧曲線、和直線與直線相交并倒圓角組成的輪廓,此外,該零件還有3個(gè)通孔。零件的形狀尺寸公差要求有外形四方輪廓72 0 -0.03㎜、內(nèi)輪廓形狀尺寸公差有31±0.03㎜、31±0.04㎜、40+0.04 0㎜、16 0 -0.03㎜、深5+0.03 0㎜
66、、平行度、零件的薄壁尺寸公差為2±0.03㎜,通孔3-Φ10H8,內(nèi)外輪廓側(cè)面粗糙度為Ra1.6、底面粗糙度為Ra3.2,其余表面粗糙度為Ra3.6。零件的外形輪廓尺寸,主要靠修正刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)保證,零件的加工深度要通過(guò)對(duì)刀的精確度或改變編程尺寸來(lái)保證。比如內(nèi)輪廓深度5+0.03 0㎜,在編寫(xiě)加工程序時(shí)應(yīng)把加工深度設(shè)定為5.015㎜,這樣便于保證加工的深度要求。對(duì)于小孔的尺寸精度主要由刀具的規(guī)格大小來(lái)保證。</p&g
67、t;<p> 3. 零件的加工工藝分析</p><p> 在加工工件時(shí),加工順序的安排直接影響到工件形位公差的要求,也會(huì)影響到加工的效率。為了滿足工件的加工質(zhì)量和加工效率,在安排工序時(shí),要進(jìn)行粗精加工,在進(jìn)行粗加工時(shí),根據(jù)零件的輪廓的要求,盡量選擇直徑較大的刀具來(lái)加工,在進(jìn)行加工時(shí),為更好的保證加工質(zhì)量,要更換粗加工所使用的刀具。也就是粗精加工分開(kāi)進(jìn)行,粗精加工要選用不同的刀具。另外,為了更好的
68、保證孔的中心距的要求,在加工孔之前應(yīng)選擇中心鉆進(jìn)行孔的定位加工。根據(jù)圖紙輪廓要求,綜合考慮以上技術(shù)要求,首先選用A3中心鉆鉆中心定位孔,再用Φ9.8麻花鉆鉆底孔,接下來(lái)用Φ12㎜立銑刀進(jìn)行內(nèi)、外輪廓的粗加工,加工內(nèi)輪廓下刀時(shí),以鉆過(guò)的工藝孔為下刀點(diǎn),然后選用Φ10㎜立銑刀進(jìn)行外輪廓和內(nèi)孔的精加工。最后用Φ10鉸刀來(lái)進(jìn)行孔的精加工。</p><p> 4. 零件的裝夾方案確定</p><p&g
69、t; 該零件的各表面已經(jīng)加工過(guò),在選擇裝夾方式時(shí),應(yīng)選擇通用的機(jī)用虎鉗來(lái)進(jìn)行裝夾(如圖1-20所示),這樣就可以即方便又準(zhǔn)確的裝夾工件。工件定位時(shí),主要以底面和固定鉗口面為定位面,為了保證工件的基準(zhǔn)面有效地與定位基準(zhǔn)面貼合,在裝夾工件時(shí),用銅棒來(lái)輕敲工件表面,是基準(zhǔn)面更好的貼合,以此來(lái)保證基準(zhǔn)面更好的定位。 </p><p> 注意:在安裝工件時(shí),注意加工通孔的位置,以防止刀具撞上墊塊。輕敲工件時(shí)
70、,避免工件表面處出現(xiàn)傷痕。在安裝工件時(shí),應(yīng)使工件高出鉗口面盡量少一些,但必須保證滿足工件的加工要求。一般取工件的(1/3)左右。</p><p> 工件準(zhǔn)確固定位置以后,利用x向、y向、z向運(yùn)動(dòng)的單向運(yùn)行或聯(lián)動(dòng)運(yùn)行,控制刀具加工中進(jìn)刀、退刀、輪廓逼近、孔成型等運(yùn)動(dòng)。在一次裝夾中,完成零件所有的加工任務(wù)。避免二次裝夾,不易保證零件的加工質(zhì)量。</p><p> 圖1-20 虎鉗裝夾<
71、;/p><p> 5. 零件加工所用刀具及切削用量選用</p><p> 對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來(lái)說(shuō),被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式,要求必須合理地選擇切削條件。</p><p><b> ①刀具的選擇</b></p><p> 選擇
72、刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容和工件材料等因素。數(shù)控加工不僅要求刀具的精度高、剛度好、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。在確定刀具的直徑時(shí),要根據(jù)加工零件的輪廓要素來(lái)選取,避免因刀具大小不合適,影響輪廓的加工質(zhì)量。</p><p><b> ②切削用量的選擇</b></p><p> 切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、進(jìn)給量(進(jìn)給速度)和背吃刀
73、量。切削用量的大小直接影響機(jī)床性能、刀具磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。數(shù)控加工中選擇切削用量時(shí),就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下,充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能,使切削效率最高,加工成本最低。</p><p> 6. 工件原點(diǎn)及零件幾何要素確定</p><p> 為使更好的滿足加工要求,在選擇坐標(biāo)原點(diǎn)要求零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位統(tǒng)一,而且便于編寫(xiě)加工程序,一般幾何對(duì)稱(chēng)的圖形,坐標(biāo)原點(diǎn)建立
74、在幾何的對(duì)稱(chēng)中心位置。所以該零件的工件坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)定,應(yīng)選擇為該加工表面的幾何中心點(diǎn)的位置(如圖5-7所示)。</p><p> 對(duì)于不能直接得出輪廓的基點(diǎn)坐標(biāo),需要進(jìn)行求解,可以采用計(jì)算機(jī)繪圖求解、列方程求解、幾何三角函數(shù)求解等。采用計(jì)算機(jī)繪圖,操作方便,計(jì)算精度高,出錯(cuò)概率少。我們這里利用CAD繪圖求出基點(diǎn)的坐標(biāo)。</p><p> 根據(jù)圖紙的有關(guān)尺幾何寸,結(jié)合有效的編程指令,采用
75、倒角和坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令編寫(xiě)加工程序,只用求得兩輪廓線得交點(diǎn)坐標(biāo)即可編寫(xiě)程序,由于該零件圖形對(duì)稱(chēng),只求出一個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)表即可,通過(guò)沿伸輪廓可得出交點(diǎn)坐標(biāo)a點(diǎn)和b點(diǎn)(如圖1-21所示),通過(guò)繪圖求得a點(diǎn)的坐標(biāo)為(34,22.69),b點(diǎn)的坐標(biāo)為(11.31,0)</p><p> 圖1-21 坐標(biāo)系設(shè)定及基點(diǎn)計(jì)算</p><p> 7. 制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片</p>
76、<p> 經(jīng)過(guò)對(duì)零件的工藝分析及切削用量的選用,制定出數(shù)控加工工序卡見(jiàn)表1.6。</p><p> 表1.6數(shù)控加工工序卡</p><p> 在數(shù)控加工中,應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄刀具。選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。數(shù)
77、控刀具卡見(jiàn)表1.7。</p><p><b> 表1.7數(shù)控刀具卡</b></p><p> 8. 數(shù)控加工程序編制</p><p> 根據(jù)圖樣特點(diǎn),我們確定工件零點(diǎn)為坯料上表面的對(duì)稱(chēng)中心,并通過(guò)對(duì)刀設(shè)定零點(diǎn)偏置G54工件坐標(biāo)系。在編寫(xiě)加工程序時(shí),要求走刀路線要短,效率要高,要簡(jiǎn)化程序,有一定編程技巧。</p><p&
78、gt; ①鉆3-Φ10定位孔(中心孔)</p><p> ?、?鉆3-Φ10底孔(麻花鉆)</p><p> ?、?外輪廓銑削(粗加工)</p><p> 注:精加工程序參考該程序。</p><p> ?、艽帚娝姆讲郏ù旨庸ぃ?lt;/p><p> 注:精加工程序參考該程序。</p><p>
79、 ?、荽帚妰?nèi)輪廓40㎜(粗加工)</p><p> 注:精加工程序參考該程序。</p><p> ?、捭q3-Φ10孔(鉸刀)</p><p> 9. 試切加工及注意事項(xiàng)</p><p><b> ?。?)檢驗(yàn)程序</b></p><p> 1)檢查輔助指令M、S代碼,檢查G01、G02、G0
80、3指令是否用錯(cuò)或遺漏,平面選擇G17、G18、G19、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G49、G43、G44、刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42使用是否正確,G90、G91、G15、G16、G80、G68、G69、G51.1、G50.1等常用模態(tài)指令使用是否正確。</p><p> 2) 檢查刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值,半徑補(bǔ)償值設(shè)定是否正確。 </p><p> 3)利用圖形模擬檢驗(yàn)程序,并進(jìn)行修改。<
81、/p><p><b> ?。?)試切加工</b></p><p> 1) 工件、刀具裝夾。</p><p><b> 2)對(duì)刀并檢驗(yàn)。</b></p><p><b> 3)模擬檢驗(yàn)程序。</b></p><p> 4)設(shè)定好補(bǔ)償值,把轉(zhuǎn)速倍率調(diào)到合
82、適位置,進(jìn)給倍率調(diào)到最小,將冷卻噴頭對(duì)好刀具切削部位。</p><p> 5)把程序調(diào)出,選擇自動(dòng)模式,按下循環(huán)啟動(dòng)按鍵。</p><p> 6)在確定下刀無(wú)誤以后,選擇合適的進(jìn)給量。</p><p> 7)機(jī)床在加工時(shí)要進(jìn)行監(jiān)控。</p><p><b> ?。?)注意事項(xiàng)</b></p><
83、p> 1)工件安裝及程序檢驗(yàn)</p><p> ①平口虎鉗在工作臺(tái)上要固定牢固,使用時(shí)檢查虎鉗的各個(gè)螺釘、螺母是否松動(dòng)。</p><p> ?、谄娇诨Q的固定面要與機(jī)床的工作臺(tái)縱向平行。</p><p> ?、酃ぜ惭b時(shí),工件的基準(zhǔn)面要與虎鉗的定位面要貼合緊。</p><p> ?、茉诠ぜ惭b好以后,用百分表對(duì)各個(gè)面的垂直度和平行度
84、進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p> ?、萁⒐ぜ鴺?biāo)系以后,對(duì)工件的坐標(biāo)原點(diǎn)要進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p> ?、迣?duì)加工程序的F、S、T、M、H等輔助指令以及重要加工代碼指令進(jìn)行檢查。</p><p> 2)在加工中的操作要點(diǎn)</p><p> ?、僭趫?zhí)行自動(dòng)運(yùn)行開(kāi)始時(shí),要將進(jìn)給的倍率調(diào)整為最小范圍,根據(jù)下刀的情況進(jìn)行調(diào)整。</p>
85、<p> ?、诟鶕?jù)刀片的材料,在需要時(shí)加冷卻液,或者采用風(fēng)冷,但不能在刀具進(jìn)行銑削時(shí)或刀具發(fā)熱時(shí),進(jìn)行冷卻,這樣容易損壞刀具。</p><p> ?、矍邢饔昧康倪x用要合理,以免加工時(shí)進(jìn)給過(guò)大,從而造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)卡死,機(jī)床不能運(yùn)行。</p><p> ?、茉诩庸み^(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)缺少油液,應(yīng)給于及時(shí)的補(bǔ)充,使加工順利進(jìn)行。</p><p> ?、菁庸r(shí),對(duì)刀具的走
86、刀軌跡和運(yùn)行程序進(jìn)行觀察,比較正在走刀的軌跡和運(yùn)行程序是否一致。</p><p> ⑥在加工過(guò)程中,要進(jìn)行監(jiān)控,嚴(yán)禁將機(jī)床的防護(hù)門(mén)打開(kāi),以免發(fā)生事故。</p><p> ?、呒庸ひ院笤跈C(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行檢驗(yàn),合格以后才能獎(jiǎng)其工件卸下。</p><p><b> 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p> 此次設(shè)計(jì),根據(jù)圖紙?zhí)攸c(diǎn)
87、匯總了相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn),對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝、分析,和手工編寫(xiě)程序指令,這就對(duì)對(duì)我們關(guān)于數(shù)控技術(shù)的掌握提出了比較高的要求,并且讓我們對(duì)數(shù)控方面的知識(shí)更加了解,是對(duì)我們?nèi)蘸蟮木蜆I(yè)能力的初測(cè)試。</p><p> 這份說(shuō)明書(shū)是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的描述,包容了零件圖樣的分析、刀具夾具的選用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部?jī)?nèi)容。在零件的加工過(guò)程中工藝分析是尤其重要的,而數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù),沒(méi)有符
88、合實(shí)際的數(shù)控加工工藝,就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序,所以這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就在數(shù)控加工工藝上,結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對(duì)典型零件的數(shù)控加工工藝流程作了較詳盡的分析,并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)加工,完成合格典型零件的加工。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的實(shí)踐鍛煉和學(xué)習(xí),尤其是在xx老師的辛勤指導(dǎo)下今天終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。經(jīng)
89、過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)寫(xiě)作我知道了要做好一個(gè)完整的設(shè)計(jì)不僅僅是用文字來(lái)描述,簡(jiǎn)單談?wù)劸湍芡瓿傻?這需要通過(guò)自已的努力實(shí)習(xí),收集資料,學(xué)習(xí)書(shū)籍,請(qǐng)教老師和同學(xué)等,眾多的途徑才能做好這個(gè)工作。</p><p> 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)寫(xiě)作中xx老師多次給予理論技術(shù)指導(dǎo),并指點(diǎn)不足之處,使我的寫(xiě)作能力有了很大的進(jìn)步。在此我對(duì)老師及其它給予幫助的同志,表示真誠(chéng)的感謝。</p><p><b> 參
90、考 文 獻(xiàn)</b></p><p> 1.《數(shù)控銑削(加工中心)加工操作實(shí)訓(xùn)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p> 2.《數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與程序編制》 人民郵電出版社</p><p> 3.《數(shù)控加工編程及操作》 高等教育出版社</p><p> 4.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>
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