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1、 數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目數(shù)控銑削編程與操作設(shè)計(jì)技術(shù)要求:表面粗糙度為1.6。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1零件圖工藝分析。2確定裝夾方案。3確定加工順序。4選擇加工用刀具。5合理選擇切削用量。6擬訂數(shù)控銑削加工工藝卡片。7根據(jù)加工工藝步驟編寫加工程序。8完成工件的操作加工。三、應(yīng)完成的技術(shù)資料1、開題報(bào)告(1500字左右)。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(10000字左右)。3、繪制a3零件圖。開題報(bào)告一畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來源按系里所發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)用圖1技術(shù)要求:表面粗糙度均為1.6,尺寸精度除1200.02外均為一般精度。2毛坯尺寸: 24013030。3材料:硬鋁(ly12)。技術(shù)資料:1繪制a3圖紙2繪制裝夾方
2、式圖3填寫數(shù)控加工工藝卡片4編制加工程序清單二選題設(shè)計(jì)的意義數(shù)控技術(shù)在世紀(jì)年代以后得到迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床不僅在宇航,造船,軍工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,而且也進(jìn)入了汽車,機(jī)床,模具等機(jī)械制造行業(yè)。目前,在機(jī)械行業(yè)中,單件、小批量的生產(chǎn)所占的比例越來越大。機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也不斷地提高。所以,普通機(jī)床越來越難以滿足加工精度零件的需求。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械行業(yè)中十分普遍。作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,數(shù)控編程加工工藝設(shè)計(jì)是必須要經(jīng)歷的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié),通過本環(huán)節(jié)的鍛煉,力爭(zhēng)把以前所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通,從而達(dá)到溫故而知新的目的,提高解決實(shí)際問題的能力。三基本內(nèi)容1工藝分析這部分主要是根據(jù)零件圖紙進(jìn)行工藝分析,確定工藝基準(zhǔn)
3、,分析加工的難點(diǎn),分析加工加工工藝內(nèi)容,加工的工藝性分析,加工工藝的路線設(shè)計(jì),其中包括工序的劃分和順序的安排等內(nèi)容。2工件的材料工件材料是選擇加工刀具和切削液的基本依據(jù),根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,采用底面已經(jīng)精加工,外形尺寸為 :24013030mm,材料為硬鋁(ly12)的方料。3工件的裝夾根據(jù)工件尺寸,須加工四個(gè)側(cè)面,因此不宜用平口鉗裝夾。但只加工頂面時(shí)可以用平口鉗。根據(jù)圖紙的加工要求,加工四個(gè)側(cè)面時(shí),可以用組合壓板來裝夾工件。4.加工設(shè)備加工設(shè)備選用東豪數(shù)控床身銑床,型號(hào)dh-320,采用西門子802s/c系統(tǒng),工作臺(tái)面積3201370mm,主軸電機(jī)功率4kw。5加工方案的確定選用組合壓板裝
4、夾工件并校正工件,根據(jù)圖紙的粗糙度要求,選用f16mm的細(xì)齒高速剛直柄立銑刀對(duì)四周輪廓進(jìn)行粗精加工。分析圖紙可知加工第二個(gè)凸面時(shí)側(cè)邊間隙為(120-101.5)/2mm,即至少要選用直徑小于9mm的刀具??紤]到加工上凸臺(tái)時(shí)要去除的材料多,為保證輪廓的加工精度和生產(chǎn)效率,要求粗加工時(shí)盡量選擇直徑較大的銑刀進(jìn)行銑削,所以加工內(nèi)輪廓時(shí)選用f8mm的細(xì)齒高速剛直柄立銑刀。根據(jù)加工設(shè)備的性能要求,加工四周輪廓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1800r/min,進(jìn)給率為540mm/min。加工內(nèi)輪廓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為2000r/mm,進(jìn)給率為400mm/min。冷卻液為柴油和煤油的混合液。6加工順序分析根據(jù)圖紙要求,確定工藝工藝基
5、準(zhǔn)和加工順序,先保證工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,其次在排列加工順序時(shí),考慮加工應(yīng)力對(duì)工件加工精度的影響。根據(jù)任務(wù)書設(shè)計(jì)要求,宜先加工頂面,再加工四周輪廓,這樣一來可以減少切削頂面時(shí)產(chǎn)生的飛濺切削劃傷先加工的頂面,最后加工內(nèi)輪廓。7加工工藝卡片根據(jù)加工順序和刀具,擬訂加工工藝卡片,內(nèi)容包括材料的名稱,毛料的尺寸,校驗(yàn)機(jī)床及夾具,加工部位的工序內(nèi)容,程序名稱,每道工序所選用的刀具直徑,以及備注等內(nèi)容。8加工程序加工程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的指令,人工編程既復(fù)雜又容易出錯(cuò),所以現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用計(jì)算機(jī)輔助編程。計(jì)算機(jī)輔助編程效率高,安全性好,并且可以模擬加工過程。本加工程序用mastercam9.0軟
6、件生成加工程序。在生成加工程序前必須根據(jù)機(jī)械加工等相關(guān)知識(shí),選擇合適的加工工藝方法,安排加工工序,確定粗精加工的刀具,切削用量,進(jìn)退路徑,主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)輸入mastercam軟件中,由mastercam系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出機(jī)加工余量。并動(dòng)態(tài)顯示出和粗加工,精加工所對(duì)應(yīng)的加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼,即加工程序。9加工準(zhǔn)備這部分主要是結(jié)合工藝和刀具,確定各個(gè)部位的具體加工方法,并針對(duì)加工方法,準(zhǔn)備刀具,夾具,配置加工程序,利用mastercam系統(tǒng)的通訊模塊與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工。也可以利用數(shù)據(jù)傳輸軟件與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通訊,從而實(shí)現(xiàn)dnc加工。10生產(chǎn)率零件加工所需要的時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間,該零件
7、使用組合壓板裝夾和mastercam自動(dòng)編程。生產(chǎn)效率高,適用于單件,小批量生產(chǎn)。四加工的重點(diǎn)和難點(diǎn)1重點(diǎn)從圖紙上的技術(shù)要求反映有表面粗糙度要求精加工,精度等級(jí)為it8it9,加工時(shí)重點(diǎn)考慮。另外,四周輪廓也有公差要求,也是加工的重點(diǎn)。同時(shí)也要考慮刀具直徑的大小,防止產(chǎn)生過切損壞工件。2難點(diǎn)零件的加工難點(diǎn)在于零件的裝夾,由于零件的總高僅為25mm,且要加工四周外輪廓和內(nèi)輪廓,不能用平口鉗直接裝夾,使用組合壓板夾具時(shí),又必需考慮刀具是否與夾具發(fā)生干涉。在完成加工區(qū)域后,改變裝夾位置,加工上次裝夾位置的余量的加工方法也是難點(diǎn)。五設(shè)計(jì)提綱1零件圖工藝分析2確定裝夾方案3確定加工順序4選擇加工用刀具5
8、合理選擇切削用量6擬訂數(shù)控銑削加工工藝卡片7根據(jù)加工工藝步驟編寫加工程序8完成工件的操作加工設(shè)計(jì)說明書摘 要數(shù)控機(jī)床加工工藝研究的宗旨是,如何科學(xué)地,最優(yōu)地設(shè)計(jì)加工工藝,充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)在數(shù)控加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。本文將通過凸臺(tái)零件的銑削加工方法和采用的數(shù)控設(shè)備,詳細(xì)介紹如何選用切削參數(shù),切削刀具,夾具以及計(jì)算機(jī)輔助編程的方法。 關(guān)鍵詞:刀具 夾具 程序緒論數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造也廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。1數(shù)控加工的工作原理數(shù)控加工就是將加工數(shù)
9、據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機(jī)床,機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算與控制,并不斷地向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功能部件-機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào),伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理,然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床,從而加工零件。所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和加工參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。2數(shù)控編程及其發(fā)展數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床不同,整個(gè)加工過程不需要人的操作,而由程序來進(jìn)行控制。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),首先要分析零件圖樣的要求,確定合理的加工路線及工藝參數(shù),計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡及其位置數(shù)據(jù);然后把全部工藝過程以及其他輔助功能(主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),切削液的開關(guān),變速,換刀等)按運(yùn)動(dòng)順序,用規(guī)定的指令代碼及程序格式
10、編制成數(shù)控加工程序,經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)(或程序載體 )上;最后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中,以此控制數(shù)控機(jī)床完成工作的全部加工過程。因此,把從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程稱為零件加工程序的編制。數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。(1)手工編程。手工編程是指程序編制的整個(gè)步驟幾乎全部是由人工來完成的。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件,所需要的加工程序不長(zhǎng),計(jì)算也也比較簡(jiǎn)單,出錯(cuò)的機(jī)會(huì)較少,這時(shí)用手工編程將十分繁瑣,費(fèi)時(shí),而且容易出錯(cuò),常會(huì)出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況,影響數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率。此時(shí)必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。手工編程在數(shù)控車床加工應(yīng)用廣泛。(2)
11、自動(dòng)編程。自動(dòng)編程有兩種:apt軟件編程和和cam軟件編程。apt軟件是利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的處理程序,后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M(jìn)行處理,以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中,除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外,(有些自動(dòng)編程系統(tǒng)能自動(dòng)確定最佳的加工工藝參數(shù)),其余的工作,包括數(shù)值計(jì)算,編寫程序單,制作控制介質(zhì),程序檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求,使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序,送入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,后置處理,編寫出零件加工程序單,并在屏幕模擬顯示加工過程,及時(shí)修改,直至自動(dòng)穿出數(shù)控加工紙帶,或者將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床
12、,指揮機(jī)床工作。cad/cam軟件是將加工零件以圖形形式輸入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,前置處理,在屏幕上形成加工軌跡,及時(shí)修改,在通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動(dòng)編程的出現(xiàn)使一些計(jì)算繁瑣,手工編程困難,或手工無法遍出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)。cad/cam軟件輔助編程常用于數(shù)控銑床及加工中心程序的編制。本設(shè)計(jì)根據(jù)零件的具體加工部位和零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn),選擇cad/cam計(jì)算機(jī)輔助編程的方式生成加工程序。二數(shù)控加工工藝分析與說明(一)零件圖工藝分析制訂零件的數(shù)控加工銑削加工工藝時(shí),首先要對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容包括:(1)數(shù)控銑削加工內(nèi)容的選擇。數(shù)控機(jī)床的加工范圍比普通機(jī)床
13、的工藝范圍大,價(jià)格比普通機(jī)床高得多,因此,數(shù)控機(jī)床選擇加工內(nèi)容時(shí),應(yīng)從實(shí)際需要和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮。通常選擇零件的曲線輪廓,空間曲面和尺寸協(xié)調(diào)的高精度線面。該零件主要由兩個(gè)凸臺(tái)平面及曲線輪廓組成,根據(jù)毛坯尺寸還要進(jìn)行四周輪廓的加工,所以該零件全部采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。(2)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析。該零件第二層與前后兩側(cè)邊的距離為(120-101.5)/2,大約為9.225mm,所以加工內(nèi)輪廓的刀具直徑不宜大于9.225mm,否則容易產(chǎn)生少切或切不到毛坯的情況。由于毛坯材料為硬鋁,硬鋁大約為95100hb,退火和淬火狀態(tài)下塑性中等,焊接性好,切削加工工藝性良好。在條件允許的情況下,可以進(jìn)行退火處理。(
14、3)零件毛坯的工藝性分析。零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí),由與加工過程的自動(dòng)化,余量的大小,如何裝夾等問題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好。否則,如果毛坯不適合數(shù)控銑削,加工將很難進(jìn)行下去。由于該零件有較高的粗糙度要求,選擇毛坯時(shí)應(yīng)留有充分,穩(wěn)定的加工余量。毛坯的余量保留均勻,加工時(shí)考慮到刀具等原因,可設(shè)置分加層切削。加工時(shí)先粗加工,留0.5mm的加工余量,再進(jìn)行精加工。另外,選擇方料作為毛坯,適應(yīng)性強(qiáng),每次裝夾可以加工出較多的表面。(4)加工方案分析。加工方案又稱加工工藝方案,數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序,工步及走到路線等內(nèi)容。在數(shù)控機(jī)床的加工過程中,由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣,特別是輪廓曲線的形狀及位置千
15、變?nèi)f化,加上材料不同,批量不同等多方面因素的影響,在對(duì)具體零件制訂加工方案時(shí),應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別,對(duì)待,靈活處理。只有這樣,才能使所制訂的加工合理,從而達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu),效率高和成本低的目的。本方案加工工序?yàn)椋旱谝坏拦ば颍恒娤髁慵斆妫x用f80的高速剛面銑刀,從最高點(diǎn)0開始往下加工到-5結(jié)束。z軸分層銑削,每次切深2mm。切削進(jìn)給速度f設(shè)為1000mm/min,主軸轉(zhuǎn)速s設(shè)為700r/min,z軸進(jìn)給率為300mm/min,提刀速度為500mm/min,打開冷卻液,預(yù)留量為0。計(jì)算后刀具路徑如圖1-1所示。第二道工序:銑削零件四周側(cè)面,選用f15的高速剛立銑刀,從最高點(diǎn)-5開始往下加工到-31
16、(實(shí)際深度為30-5=25,但為了防止底面時(shí)留有加工不完的余量,所以加工深度應(yīng)大于25,即31-5=26)結(jié)束。xy平面分次粗銑削2次,每次1.5mm,精銑1次,每次0.5mm。z軸分層銑削,每次切深3mm,z軸方向不精銑。切削進(jìn)給速度f設(shè)為500mm/min,主軸轉(zhuǎn)速s設(shè)為2000r/min,z軸進(jìn)給率為300mm/min,提刀速度為500mm/min,打開冷卻液,預(yù)留量為0。計(jì)算后刀具路徑如圖1-2所示。第三道工序:銑削零件內(nèi)輪廓凸臺(tái)面,選用f8的高速剛立銑刀做挖糟加工,第一個(gè)凸臺(tái)面從最高點(diǎn)-5開始往下加工到-12結(jié)束。第二個(gè)凸臺(tái)面從-12開始加工到-20結(jié)束。z軸分層銑削,每次切深2mm
17、。切削進(jìn)給速度f設(shè)為500mm/min,主軸轉(zhuǎn)速s設(shè)為2000r/min,z軸進(jìn)給率為300mm/min,提刀速度為500mm/min,打開冷卻液,預(yù)留量為0。計(jì)算后刀具路徑如圖1-3所示。圖1-1 計(jì)算后刀具路徑圖1-2計(jì)算后刀具路徑圖1-3計(jì)算后刀具路徑(二)確定裝夾方案數(shù)控銑床可以加工形狀復(fù)雜的零件,但數(shù)控機(jī)床上工件的裝夾與普通銑床一樣,所使用的夾具往往并不復(fù)雜,只要有簡(jiǎn)單的定位,夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。另一方面,數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求:一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定,二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床
18、坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外,還要考慮以下幾點(diǎn):(1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí),應(yīng)盡量采用組合夾具,可調(diào)試夾具及其他通用夾具,以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。(2) 在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具,并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(3) 零件的裝卸要快,方便,可靠,以便縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。夾具上的零部件應(yīng)不防礙機(jī)床對(duì)零件個(gè)表面的加工,即夾具要開敞,其定位,夾緊機(jī)構(gòu)部件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)?;谝陨显瓌t,本加工夾具方案為:第一道工序采用平口鉗裝夾毛坯,加工上表面。如圖1-4所示。第二道工序采用螺旋組合壓板裝夾毛坯,加工四周側(cè)面。如圖1-5、1-6所示。為了加工到底面時(shí)貫通,要在工件下面墊上厚度適當(dāng)?shù)?/p>
19、且要求較高的等高墊塊后再壓緊。如圖 1-7 所示。第三道工序采用平口鉗裝夾毛坯,加工內(nèi)輪廓凸臺(tái)。使用平口鉗時(shí)應(yīng)注意:工件應(yīng)當(dāng)緊固在鉗口比較中間的位置,裝夾高度以銑削尺寸高出鉗口平面 35mm 為宜,用平口鉗裝夾表面粗糙度較差的工件時(shí),應(yīng)在兩鉗口與工件表面之間墊一層銅皮,以免損壞鉗口,并能增加接觸面。使用組合壓板時(shí)應(yīng)注意:必須將工作臺(tái)面和工件底面擦干凈,不能拖拉粗糙的鑄件、鍛件等,以免劃傷臺(tái)面。另外,壓板的位置要安排得妥當(dāng),要壓在工件剛性最好的地方,不得與刀具發(fā)生干涉,夾緊力的大小也要適當(dāng),不然會(huì)產(chǎn)生變形。.支撐壓板的支承塊高度要與工件相同或略高于工件,壓板螺栓必須盡量靠近工件,并且螺栓到工件的
20、距離應(yīng)小于螺栓到支承塊的距離,以便增大壓緊力。螺母必須擰緊,否則將會(huì)因壓力不夠而使工件移動(dòng),以致?lián)p壞工件、機(jī)床和刀具,甚至發(fā)生意外事故。圖1-4 平口鉗1-底座 2-固定鉗口 3-活動(dòng)鉗口 4-螺桿圖1-5銑削前后側(cè)面圖1-6銑削左右側(cè)面圖1-7組合壓板安裝工件的方法1-工作臺(tái)2-支承塊3-壓板4-工件5-雙頭螺柱6-等高墊(三)確定加工順序數(shù)控加工順序?qū)α慵募庸ぞ群捅砻尜|(zhì)量有直接影響,因此,確定好的加工順序是保證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。工件加工順序的確定與工件表面狀況,要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙、刀具的耐用度及零件的輪廓外形等有關(guān)。銑削加工順序一般有以下幾點(diǎn)原
21、則:1.先粗后精銑削按照粗銑半精銑精銑的順序進(jìn)行,最終達(dá)到圖紙要求。粗加工應(yīng)以最高的效率切除表面的大部分余量,為半精加工提供定位基準(zhǔn)和均勻適當(dāng)?shù)募庸び嗔?。半精加工為主要表面精加工作好?zhǔn)備,即達(dá)到一定的精度、表面粗糙度和加工余量,加工一些次要表面達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。精加工使各表面達(dá)到規(guī)定的圖紙要求。2.先面后孔平面加工簡(jiǎn)單方便,根據(jù)工件定位的基本原理,平面輪廓大而平整,以平面定位比較穩(wěn)定可靠。以加工好的平面為精基準(zhǔn)加工孔,這樣不僅可以保證孔的加工余量較為均勻,而且為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn);另一方面,先加工平面,切除了工件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷,可減少因毛坯凹凸不平而使鉆孔時(shí)鉆頭引偏和
22、防止擴(kuò)、鉸孔時(shí)刀具崩刃;同時(shí),加工中便于對(duì)刀和調(diào)整。3.先主后次主要表面先安排加工,一些次要表面因加工面小,和主要表面有相對(duì)位置要求,可穿插在主要表面加工工序之間進(jìn)行,但要安排在主要表面最后精加工之前,以免影響主要表面的加工質(zhì)量。基于以上原則,本零件的加工順序?yàn)椋合燃庸ろ斆妫偌庸に闹軅?cè)面輪廓,這樣加工的目的是減少切削頂面產(chǎn)生的飛賤切屑劃傷先加工好的側(cè)面,最后加工凸臺(tái)內(nèi)輪廓。另外,刀具切入材料和切出材料時(shí)是忌諱突然切入和切出材料的,要用較好的姿態(tài)逐漸切入和切出材料,使受力的變化盡量平緩,以免影響刀具的壽命。因此,加工頂面時(shí)可以采用螺旋下刀方式,加工側(cè)面時(shí)設(shè)置進(jìn)/退刀向量為輪廓的切線方向即刀具沿
23、著工件切線方向切入、切出。因零件加工精度要求較高,選用順銑的加工方法。因?yàn)轫樸娂庸ず?,零件已加工表面質(zhì)量好,刀齒磨損小。精銑時(shí)尤其是零件材料為鋁合金、鈦合金時(shí),盡量用順銑的加工方式。(4)選擇加工刀具刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容,它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。選擇刀具主要是選擇刀具的材料、種類及幾何參數(shù),主要是根據(jù)零件材料切削加工性,工件表面幾何外形和尺寸大小來選擇。數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。另外,數(shù)控加工刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比,有許多不同的要求,主要有以下幾點(diǎn):(1) 剛性要好(尤其是粗加工刀具),精度高,熱變形小。(2
24、) 互換性好,便于快速換刀(3) 壽命高,切削性能穩(wěn)定、可靠(4) 刀具尺寸便于調(diào)整,以減少換刀調(diào)整時(shí)間(5) 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?,以利于切屑的排除?) 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,以利于編程和刀具管理數(shù)控加工刀具的選擇是在數(shù)控的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的,應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力,工件材料的性能,加工工序,切削用量及其他相關(guān)因素來正確選用刀具及刀柄。刀具選擇的總原則是:安裝調(diào)整方便,剛性好,耐用度高,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。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常選用立銑刀;銑削平面時(shí),用硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),可選擇鑲硬質(zhì)合金刀片的銑刀;對(duì)于一些立體型面和
25、變化斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。數(shù)控銑削加工常用的是端銑刀和立銑刀。1.端銑刀在立式數(shù)控銑床上銑削平面時(shí)一般采用機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片式端銑刀,外形如圖1-8所示。刀齒等分排列在刀體端面上,刀桿部分很短,剛性好,且硬質(zhì)合金銑刀適用于高速銑削,銑出的工件表面粗糙度較好,生產(chǎn)率較高。2.立銑刀立銑刀利用分布在圓柱表面的主切削刃進(jìn)行加工,端面的副切削刃不通過中心,起修光作用。立銑刀一般由高速鋼或硬質(zhì)合金制成,對(duì)于直徑較大的硬質(zhì)合金立銑刀多做成鑲刀片式。立銑刀分為直柄和錐柄兩種(如圖1-9所示),直徑較大的立銑刀一般制成錐柄。立銑刀又可分為粗齒、中齒和細(xì)齒三
26、種,粗齒立銑刀具有刀齒強(qiáng)度高、容屑空間大、重磨次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn),適用于粗加工;細(xì)齒銑刀齒數(shù)多、工作平穩(wěn),適用于精加工。立銑刀切削刃數(shù)一般為三個(gè)或四個(gè),它主要用于銑削垂直面、臺(tái)階面、小平面、凹槽等。根據(jù)零件的特征以上原則,在第一道工序中加工平面,選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀,直徑為80mm。在第二道工序中加工零件周邊輪廓,選用高速剛立銑刀,直徑為16mm。在第三道工序中凸臺(tái)輪廓,選用高速剛立銑刀,直徑為8mm。本設(shè)計(jì)中刀具選擇如表1-10所示。圖1-8 端銑刀 圖 1-9 立銑刀表1-10 數(shù)控加工刀具卡片序號(hào)刀具編號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑/mm備注1t0180mm硬質(zhì)合金端銑刀1銑上表面0.
27、52t0216mm高速剛立銑刀1銑四周側(cè)面3t038mm高速剛立銑刀1銑內(nèi)輪廓編制審核批準(zhǔn)年 月 日(五)合理選擇切削用量數(shù)控編程時(shí),編程人員必須確定每道工序的切削用量,并以指令的形式寫入程序中。切削用量是依據(jù)零件材料的特點(diǎn)、刀具性能及加工精度要求確定的。通常為提高切削效率要盡量選用大直徑的銑刀,側(cè)吃刀量取刀具直徑的三分之一,背吃刀量大于冷硬層厚度,切削速度和進(jìn)給速度應(yīng)通過試驗(yàn)選取效率和刀具壽命的綜合最佳值。精銑時(shí)切削速度要高一些。銑削時(shí)采用的切削用量,應(yīng)在保證工件加工精度和刀具耐用度、不超過銑床允許的動(dòng)力和扭矩前提下,獲得最高的生產(chǎn)率和最低的成本。銑削過程中,如果能在一定的時(shí)間內(nèi)切除較多的金
28、屬,就有較高的生產(chǎn)率,從刀具耐用度的角度考慮,切削用量選擇的次序是:根據(jù)側(cè)吃刀量先選大的背吃刀量,再選大的進(jìn)給速度f,最后再選大的銑削速度v(最后轉(zhuǎn)換為主軸轉(zhuǎn)速s)。對(duì)于高速銑床(主軸轉(zhuǎn)速在10000r/min以上),為發(fā)揮其高速旋轉(zhuǎn)的特性、減少主軸的重載磨損,其切削用量選擇的次序應(yīng)是:vf()。1.背吃刀量的選擇當(dāng)側(cè)吃刀量d/2(d為銑刀直徑)時(shí),?。?/31/2)d;當(dāng)側(cè)吃刀量d/2d時(shí),?。?/41/3)d;當(dāng)側(cè)吃刀量d(即滿刀切削)時(shí),?。?/51/4)d。當(dāng)機(jī)床的剛性較好,且刀具的直徑較大時(shí),可取得更大。2.進(jìn)給量f的選擇粗銑時(shí)銑削力大,進(jìn)給量的提高主要受刀具強(qiáng)度、機(jī)床、夾具等工藝系
29、統(tǒng)剛性的限制,根據(jù)刀具形狀、材料以及被加工工件材質(zhì)的不同,在強(qiáng)度剛度許可的條件下,進(jìn)給量應(yīng)盡量取大;精銑時(shí)限制進(jìn)給量的主要因素是加工表面的粗糙度,為了減小工藝系統(tǒng)的彈性變形,減小已加工表面的粗糙度,一般采用較小的進(jìn)給量。進(jìn)給速度f與銑刀每齒進(jìn)給量、銑刀齒數(shù)z及主軸轉(zhuǎn)速s(r/min)的關(guān)系為:fz(mm/r)或fsz(mm/min)3.銑削速度v的選擇在背吃刀量和進(jìn)給量選好后,應(yīng)在保證合理的刀具耐用度、機(jī)床功率等因素的前提下確定。主軸轉(zhuǎn)速s(r/min)與銑削速度v(m/min)及銑刀直徑d(mm)的關(guān)系為:基于以上原則特點(diǎn),在第一道工序的切削用量為:(刀具直徑80mm,齒數(shù)8)側(cè)吃刀量=1/
30、2*80=40mm,2/d4080,則1/4*80=20mm,根據(jù)零件圖要求,工件有較高的粗糙度要求ra=0.83.2時(shí),取=2mm。查金屬切削手冊(cè)可知銑刀的銑削速度v為180300 m/min,所以s=1000*180/(3.14*80)=711 r/min,考慮機(jī)床性能僅取s=700 r/min。查金屬切削手冊(cè)可知端銑刀加工鋁合金時(shí)每齒進(jìn)給量=0.20.3mm/z,則f=0.2*8*700=1120 mm/min,考慮機(jī)床性能僅取f=1000 mm/min。第二道工序的切削用量為:(刀具直徑16mm,齒數(shù)6)側(cè)吃刀量=1/2*16=8mm,2/d816,則1/4*16=4mm,取=3mm。
31、查金屬切削手冊(cè)可知銑刀的銑削速度v為180300 m/min,所以s=1000*180/(3.14*16)=3582 r/min,考慮機(jī)床性能僅取s=1800r/min。查金屬切削手冊(cè)可知端銑刀加工鋁合金時(shí)每齒進(jìn)給量=0.05mm/z,則f=0.05*6*1800=540mm/min。第三道工序的切削用量為:(刀具直徑8mm,齒數(shù)4)側(cè)吃刀量=1/2*8=4mm,2/d48,則1/4*8=2mm,查金屬切削手冊(cè)可知銑刀的銑削速度v為180300 m/min,所以s=1000*180/(3.14*8)=7165 r/min,考慮機(jī)床性能僅取s=2000 r/min。查金屬切削手冊(cè)可知端銑刀加工鋁
32、合金時(shí)每齒進(jìn)給量=0.05mm/z,則f=0.05*4*2000=400 mm/min。本設(shè)計(jì)中切削用量參數(shù)選擇如表1-12所示。表1-12 切削用量參數(shù)刀具編號(hào)加工內(nèi)容刀具參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/min)背吃刀量p/mm01銑頂面80mm端銑刀7001000202銑四周側(cè)面16mm立銑刀1800540303銑內(nèi)輪廓8mm立銑刀20004002(六)擬訂數(shù)控銑削加工工藝卡片工藝卡片是以工序?yàn)閱挝辉敿?xì)說明整個(gè)工藝過程的工藝文件,它的作用是用來指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個(gè)零件的加工過程。廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)中的重要零件。工藝卡片的內(nèi)容包括
33、:零件的材料、質(zhì)量、毛坯性質(zhì)、各道工序的具體內(nèi)容及加工要求等。把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表1-13所示的數(shù)控銑削加工工藝卡片中,以指導(dǎo)編程和加工操作。表1-13 數(shù)控加工工藝卡片單位名稱南昌理工學(xué)院產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)凸臺(tái)工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間平口虎鉗和組合壓板數(shù)控銑床dh-320實(shí)習(xí)基地工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)/mm刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速(r/mm)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm備注01銑頂面t018070010002自動(dòng)02銑四周輪廓t021618005403自動(dòng)03銑凸臺(tái)輪廓t03820004002自動(dòng)040506編制審核
34、批準(zhǔn)2006年12月27日共1頁(yè)第1頁(yè)(七)根據(jù)加工工藝步驟編寫加工程序cad/cam技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生并不斷發(fā)展的,在當(dāng)今的高新技術(shù)領(lǐng)域中占有很重要的位置。由于使用cad/cam系統(tǒng)可以加快新產(chǎn)品的發(fā)展速度,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,使用戶在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及對(duì)市場(chǎng)的加速反應(yīng)能力方面有很大的提高,所以cad/cam系統(tǒng)是企業(yè)提高自身素質(zhì)、增強(qiáng)創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的有效工具。cam技術(shù)必須有數(shù)控機(jī)床的支持,所以機(jī)床的選擇沒有多大的變數(shù),但刀具的選擇、加工方法的選擇、工藝路線的確定、每次加工時(shí)的工藝參數(shù)的確定等卻是必須由加工操作者按自己的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來親自指定的。本設(shè)計(jì)采用ma
35、stercam9.0軟件輔助編程,mastercam主要完成的工作:1.繪制二維圖形2.生成刀具路徑3.生成數(shù)控加工程序,并模擬加工過程。利用mastercam系統(tǒng)的制造模塊進(jìn)行數(shù)控編程的工作流程為(1) 選擇毛坯尺寸、工作原點(diǎn)(2)確立正確的加工工藝。這個(gè)過程和加工經(jīng)驗(yàn)有較大的關(guān)系,因?yàn)橥环N零件可能有不同的加工方法。mastercam系統(tǒng)的加工可分為二維銑削、曲面加工和多軸加工,這主要是用于銑削中心的,除此以外還有車加工模塊和線切割加工模塊。每種加工又可分為粗加工和精加工。(3)選擇刀具。常用的刀具有平刀(鍵槽刀及立銑刀)、球頭刀、牛鼻刀、麻花鉆、鏜刀、中心鉆等,刀具的選擇要根據(jù)加工工藝選
36、擇。(4)確定工藝參數(shù)。合理的工藝參數(shù)對(duì)于數(shù)控加工來說非常重要,它可以有效的提高生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)刀具的壽命。(5)生成刀具路徑。根據(jù)上面的交互操作編程,可以生成零件的加工刀具路徑,即刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡數(shù)據(jù),我們稱之為刀具軌跡文件clf(cut location file)。這個(gè)過程叫作前置處理,它與具體的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床型號(hào)無關(guān)。(6)模擬仿真。生成刀具軌跡文件后,用戶可以利用仿真模塊進(jìn)行刀具路徑模擬,以便觀察整個(gè)加工過程,此時(shí)如果用戶不滿意的話,可以利用刀具軌跡和圖形加工參數(shù)的關(guān)聯(lián)性,進(jìn)行局部修改,重新生成刀具路徑,這樣可以減少用戶的工作量,直到你滿意為止。(7)生成數(shù)控程序。系統(tǒng)通過上述的刀具軌跡
37、文件,用戶指定特定的數(shù)控系統(tǒng)即可生成零件的加工程序。這個(gè)過程稱作后置處理。由于目前許多數(shù)控系統(tǒng)的指令格式并不完全相同,所以用戶必須選擇需要的數(shù)控系統(tǒng)的后置處理文件。默認(rèn)的系統(tǒng)是日本法那克(fanuc)數(shù)控系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用的是西門子(siemens)數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)生成nc程序后,用戶應(yīng)檢查一下程序的開始部分、結(jié)束部分和換刀指令與機(jī)床說明書上的指令是否一致。其它部分則不需要修改。(8) dnc加工。生成數(shù)控程序并檢查后就可以利用mastercam系統(tǒng)的通訊模塊與數(shù)控機(jī)床通訊,進(jìn)行數(shù)控加工。也可利用pcin等數(shù)據(jù)傳輸軟件與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通訊從而實(shí)現(xiàn)dnc加工。按工序編制各部分加工程序:1.銑削上表面程
38、序(xit001)%_n_xit001_mpf 程序名;$path=/_n_mpf_dirn100g0g17g40g64g90 建立工件坐標(biāo)系,絕對(duì)編程,xy平面,公制編程,取消刀補(bǔ)n102g0g90g54x-205.y-59.998m3 s1000 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速1000r/min,n104z50 .返回高度n106z5. 下刀高度n108g1z-1.5f300. n110x165.f700. 進(jìn)給率700mm/minn112g3x194.999y-29.999j29.999n114x165.y0.i-29.999n116g1x-165.n118g2x-194.999y29.999j29.9
39、99n120x-165.y59.998i29.999n122g1x205.n124g0z50.n126x-205.y-59.998n128z5.n130g1z-3.f300.n132x165.f700.n134g3x194.999y-29.999j29.999n136x165.y0.i-29.999n138g1x-165.n140g2x-194.999y29.999j29.999n142x-165.y59.998i29.999n144g1x205.n146g0z50.n148x-205.y-59.998n150z5.n152g1z-4.5f300.n154x165.f700.n156g3x19
40、4.999y-29.999j29.999n158x165.y0.i-29.999n160g1x-165.n162g2x-194.999y29.999j29.999n164x-165.y59.998i29.999n166g1x205.n168g0z50.n170x-205.y-59.998n172z5.n174g1z-5.f300.n176x165.f700.n178g3x194.999y-29.999j29.999n180x165.y0.i-29.999n182g1x-165.n184g2x-194.999y29.999j29.999n186x-165.y59.998i29.999n188g1
41、x205.n190g0z50. 快速返回z50處 n192m5 n194m30 程序結(jié)束 2.銑削前后側(cè)面程序(xit002)%_n_ xit002_mpf;$path=/_n_mpf_dirn100g0g17g40g64g90n102g0g90g54x-132.y-100.m3n104z30.m8n106z-3.n108g1z-7.889f300.n110y-85.f540.n112g2x-117.y-70.i15.n114g1x117.n116g2x132.y-85.j-15.n118g1y-100.n120x-132.y-98.5n122y-83.5n124g2x-117.y-68.5i
42、15.n126g1x117.n128g2x132.y-83.5j-15.n130g1y-98.5n132x-132.y-98.n134y-83.n136g2x-117.y-68.i15.n138g1x117.n140g2x132.y-83.j-15.n142g1y-98.n144g0z30.n146x-132.y-100.n148z-3.n150g1z-10.778f300.n152y-85.f540.n154g2x-117.y-70.i15.n156g1x117.n158g2x132.y-85.j-15.n160g1y-100.n162x-132.y-98.5n164y-83.5n166g2
43、x-117.y-68.5i15.n168g1x117.n170g2x132.y-83.5j-15.n172g1y-98.5n174x-132.y-98.n176y-83.n178g2x-117.y-68.i15.n180g1x117.n182g2x132.y-83.j-15.n184g1y-98.n186g0z30.n188x-132.y-100.n190z-3.n192g1z-13.667f300.n194y-85.f540.n196g2x-117.y-70.i15.n198g1x117.n200g2x132.y-85.j-15.n202g1y-100.n204x-132.y-98.5n20
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