机电毕业论文

1、连云港职业技术学院 毕毕 业业 论论 文文 题目： 心型凸台加工工艺的制定 作者： 张鑫 学号： 院、系： 机电工程学院 专业班级： 数控 091 指导教师： 张运强(高级实验师) 屈闫友（技师） . 2012 年 5 月 20 日 心型凸台加工工艺的制定 摘要 在经济全球化趋势和加入世贸组织的格局下，我国的产业结构发生了重大变化， 制造业迸发出巨大崭新的生机，中国制造业正向世界制造业基地转变，在机械产品数 量不断增加的同时，对产品的性能也提出了越来越高的要求质量和效率已成为企业生 存和发展的关键。在当前的机械加工中，普通机床已经不能跟上高精度和高效率发展 的需要，现在企业纷纷采用各种先进的各

2、种数控设备用作保证产品加工质量的数控技 术措施，为企业带来了较好的经济效益。 在本论文中我通过对零件的图形分析,材料分析,选好了加工毛坯,另外还对加工的工 序.工艺进行分析,从而手工将加工零件的全部工艺过程、工艺参数、位移数据等以规定 的代码、程序格式写出,编制出了适合所选铣床的程序。 关键词：关键词：零件的分析 毛坯 工艺 编程 数控机床 Enactment of the heart-shaped convex process Abstract The pattern of the trend of economic globalization and WTO accession, Chin

3、as industrial structure has undergone significant changes in manufacturing burst out of a huge new vitality, transformation of Chinas manufacturing industry is the worlds manufacturing base, while increasing number of mechanical products , the performance of the product is also increasingly high req

4、uirements of quality and efficiency has become the key to business survival and development. In the current machining, general machine tools can not keep up with the needs of the development of high precision and efficiency, companies have adopted a variety of advanced a variety of CNC equipment as

5、CNC technical measures to ensure production quality, the enterprise has brought better economic benefits. In this paper through graphical analysis of the parts, materials analysis, selected a processing blank, also the process of processing. Process analysis to manually processing parts of all proce

6、ss, process parameters, the displacement data to provide for code, the program format to write, compile the program for selected milling. Keywords: analysis of the parts rough process programming CNC machine tools 目 录 摘要.I Abstract.II 前 言.1 第一章 零件的分析.2 1.1 零件的结构工艺性分析.2 1.1.1 零件的形状分析.2 1.1.2 零件的技术要求分

7、析.3 1.1.3 零件的加工表面的分析.3 1.1.4 零件的加工保证方法.3 第二章 零件工艺规程的设计.4 2.1 定位基准的选择.4 2.1.1 精基准的选择.4 2.1.2 粗基准的选择.4 2.1.3 工序集中与分散的选择.5 2.2 零件表面加工方法的选择.5 2.3 制定数控加工工艺路线.6 2.3.1 加工阶段的划分.6 2.3.2 工序的合理组合.7 2.3.3 加工顺序的安排.8 2.4 工艺的制定.9 2.4.1 工序基准的选择.9 2.4.2 确定工序尺寸的方法.10 2.4.3 确定机械加工余量、工序尺寸及其公差.11 2.4.4 确定工序尺寸及公差.12 2.5

8、切削用量的确定.13 2.6 加工.16 第三章 数控加工程序的编制.17 3.1 数控编程方法及特点.17 3.1.1 编程零点及坐标系的选择.17 3.1.2 对刀点的选择.17 3.1.3 加工路线的确定.17 3.2 数控加工程序的内容.17 结 语.24 参考文献.25 致 谢.26 前前 言言 毕业论文是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合 的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完成所有专业课程学习、结合毕 业实习进行。大学生活即将结束,我们也将迎接的最后一次考验和竞争就是毕业论 文。 这次毕业论文中，我的论文题目是数控铣削加工工艺规程设计。由于设计的

9、需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际 问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。 所以我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导下 问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求 稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树立了明确的生产观、经济观 和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。 通过毕业论文，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运 用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工 程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，

10、掌握了工艺设计的一般程序、规范和 方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。 还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、 实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养 了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正 批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再 次出现。 第一章第一章 零件的分析零件的分析 1.11.1 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前

11、提下，制造的可行性 和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广， 因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用 适当的工作措施加以保证。所以良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时 和材料。而较差的零件结构工艺性，会使零件加工困难，浪费工时和材料，有时甚至 无法加工。因此，零件加工部件的结构工艺性应符合数控加工的特点：即保证获得要 求的加工精度；尽量统一零件外轮廓，内腔的几何类型和有关尺寸；选择较大的轮廓 内圆弧半径。 （轮廓内圆弧半径 R 常常限制刀具的直径） ；零件槽底部圆角半径不宜过 大。保证基准统一原则；分析零件的变形情

12、况。 图 1-1 1.1.1 零件的形状分析 数控铣床的加工零件，从外形上看有平面类零件，变斜角类零件，曲面类（立体 类）零件，其加工精度都不高。表面粗糙度都没有要求，零件图尺寸标注完整，符合 数控加工尺寸标注要求。 大体加工过程：加工前表面：首先在数控铣床上用粗铣刀加工长 118 和宽 78 的 矩形,倒圆角（四角上均为 8 直径的圆弧） ，长 108 宽 68 高 10 的凸台且圆角过渡的半 径为 10，再加工凸台两边上由直线、圆弧、圆角组成的对称凹槽（槽深为 9） ，然后加 工凸台上的心形凹槽（槽深为 9） ，再加工 24 圆形凹槽（槽深为 11） ，最后钻凸台四 角上的 14 的四个孔

13、（孔的深度为 30） ；加工零件后表面：将工件翻过来夹紧铣削出 后表面上的各槽。 1.1.2 零件的技术要求分析 零件图纸上标注的技术要求： 1. 尺寸公差值较小，编程时不取其平均值，取其基本尺寸 2.未注尺寸公差按 GB/T1804-M 加工和效验 3.调质硬度没有要求,不做设定 1.1.3 零件的加工表面的分析 从零件图可以看出本图零件的主要加工表面是： 1 上表面：其水平面是设计基准。以曲面加工为主，大都由圆弧组成，形状复杂， 尺 寸繁多。其中的平面轮廓加工是生产上最常见的一种加工方式，由直线和圆弧组成 的平面轮廓加工直接可以利用数控机床的直线插补和圆弧插补功能，接下来就是对四 角上孔的

14、加工，加工精度为 IT7 级的孔，当孔径小于 12mm 时，可采用钻粗铰精铰 方案。 2.上表面的心形以及圆形凹槽和下表面椭圆形等凹槽加工：未注明精度 要求，但零件的集合中心是设计基准。 1.1.4 零件的加工保证方法 (1) 保证工件的形状精度 (2) 保证工件的表面质量 通过以上分析，可以得出本零件结构较为简单，易于加工，各部分尺寸分布较为 合理，具有一定的可行性。 第二章第二章 零件工艺规程的设计零件工艺规程的设计 工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。它一般应 包括下列内容：零件的加工基准、加工工艺路线、各工序的具体加工内容及所用的设 备和工艺装备等。它是指导工

15、人操作和用于生产、工艺管理工件的主要技术文件，是 新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据，是新建、扩建车间或工厂的原始材料， 是交流和推广先进经验的重要手段。它也是生产中的工艺纪律，必须严格执行。制订 零件工艺规程的基本要求是，在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降 低加工成本，并在充分利用企业现有的生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工 艺技术和经验，还应保证操作者具有良好的劳动条件。 2.12.1 定位基准的选择定位基准的选择 在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准 选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的 影

16、响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的， 因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 2.1.1 精基准的选择 1.基准重合原则:就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设 计基准不重合而引起定位误差。 2.基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准，这样 有利于保证各加工表面的位置精度。 3 自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作 为定位基准，用于提高加工面本身的精度。 4 互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀 采取此原则。 5.保证工件定位

17、准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 2.1.2 粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工表 面的余量，同时，要为后续工序提供精基准。 1.为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面作为粗基准。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 4.选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺等 缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 由于本工件毛坯为块料，所以采用长宽合适，高比零件高高出 1mm 的块料的上表 面为粗基准，粗车削零件的上表面，以毛坯的上表面和零件的几何中心为精基

18、准，分 别对零件上表面的凸台，凹槽，和四角上的孔进行加工，保证除椭圆型凸台的各个部 位的尺寸精度及位置精度，然后钻孔,之后翻过零件加工后表面，主要是对凹槽的铣削 加工。 由以上分析可知本零件采用两种基准原则，一是基准重合原则，它是以零件的几 何中心为定位基准也是设计基准，对零件的外圆、内孔、以及凹凸台等表面进行铣削 加工； 另一种是基准统一原则，它是两个加工表面都以一个基准作基准面加工定位的。 2.1.3 工序集中与分散的选择 1. 工序集中的特点 (1) 采用高效专用设备及工艺装备，生产效率高； (2) 工件装夹次数少，易于保证表面间位置精度，缩短生产周期； (3) 工序数目少，可减少机床数

19、量、操作工人数和生产面积； (4) 投资大，调整和维修复杂，不易于产品更换。 工序分散的特点则与之相反。 2. 工序集中与分散的选用 在制定工艺路线、确定工序数目时，必须根据生产类型、现有生产条件、工件结 构特点和技术要求等实际生产条件进行全面的综合分析。 本零件属中批生产，采用专业数控机床加工，在生产任务时，可多台、多个人同 时 加工以减少机床数目、工人数目和生产面积，因此我采用工序适当集中原则。 2.22.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素， 而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法时，一般总是首先

20、选定它的最终 加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如下： 1.所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度要 求和表面粗糙度要求相适应。 2.所选加工方法能够确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度的要求。 3.所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 4.加工方法要与生产类型相适应。 5.所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。 通过以上原则，本零件各主要表面加工方法为： 1.各平面，凸台，槽：铣削加工 2.4*140.02 的孔：铣削加工 3. 各圆角：铣削加工 2.32.3 制定数控加工工艺路线制定数控加工工艺路线 零件

21、工艺路线的拟定是制定工艺过程、总体布局非常关键的一步。制定工艺路线 的出发点是使零件上各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度和各项技术要求均能得到保 证，并提高生产效率, 降低生产成本，从而获得好的经济性。其主要内容为选择各加 工表面的加工方法、安排工序的先后顺序以及选择设备和工艺装备等。 1. 选择表面加工方法 选择零件表面加工方法应同时满足质量、生产率和经济性方面的要求，一般应遵 循下列原则： (1) 加工经济精度和表面粗糙度； (2) 工件材料的性质及热处理； (3) 工件的形状和尺寸； (4) 生产类型； (5) 现有设备； (6) 充分考虑新工艺、新技术； (7) 特殊要求。 2.3.1

22、加工阶段的划分 工件的加工质量要求较高时，应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工 三个阶段。 粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较 低的加工过程。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间进行的切削加工过程。精加工 是从工件上切除较少余量，所能达到的精度和表面质量都比较高的加工过程。划分加 工阶段的作用是： 1.避免毛坯内应力重新分布而影响获得的加工精度。 2.避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的影 响。 3.粗精加工阶段分开,可较及时地发现毛坯的缺陷,避免不必要的损失。 4.可以合理使用机床,使精密机床能较长期地保持其精度。 5.适应加

23、工过程中安排热处理的需要。 由于本零件切除大量的余量后会引起残余应力而变形，因此在安排工序时，应将 粗、精加工分开，先完成各表面的粗加工，再完成各表面的半精加工与精加工，主要 表面的精加工放在最后进行。 2.3.2 工序的合理组合 确定加工方法后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具 体生产条件，确定工艺过程的工序数目。确定工序数目有两种基本原则可供选择： 1.工序集中 所谓工序集中,就是零件的加工集中在少数工序内完成,而每一工序的加工内容却 较多。其特点: 1).采用高效专用设备及工艺装备,生产率高。 2).工件装夹次数减少,易于保证表面间位置精度,还能减少工序间运输量,缩

24、短生 产周期。 3).工序数目少,可减少机床数量,操作工人数和生产面积,还可简化生产计划和生 产组织工作。 4).因采用结构复杂的专用设备及工艺装备,便投资大,调数和维修复杂,生产准备 工作量大,转换新产品比较费时。 2.工序分散 所谓工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容很 少,最少时即每道工序仅一个简单工步。其特点: 1).设备及工艺装备比较简单,调整和维修方便,工人容易掌握,生产准备工作量少,又 易于平衡工序时间,易适应产品更换。 2).可采用最合理的切削用量,减少基本时间。 3).设备数量多,操作工人多,占用生产面积大。 从生产批量或设备等方面考虑，本零件属

25、于中批生产，虽然工序越集中，加工周 期越短，加工的精度也高，但是，本组零件部分加工在普通机床上无法加工，所以粗 精加工必须在数控机床上一起完成，这样虽提高了生产率，但同时也提高了成本，也 没有合理的使用机床，因此，本组零件采用工序集中原则。 2.3.3 加工顺序的安排 1机械加工工序的安排原则 1).对于形状复杂、尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯,应首先安排划线工序, 为精基准加工提供找正基准。 2).按“先基面后其它”的顺序,先加工精基准面。 3).在重要表面加工前,应对精基准进行修正。 4).按“先主后次，先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、 半精加工和精加工。 5)

26、.对于与主要表面后位置精度要求的次要表面,应安排在主要表面加工之后加工。 6).对于易出现废品的工序,精加工和光整加工可适当提前,一般情况主要表面的精 加工和光整加工应放在最后阶段进行。 2.热处理工序安排的原则 调质的目的是为了提高工件的综合力学性能，减少工件的变形或为以后的表面热处 理做好组织准备。因此，一般安排在粗加工后、精加工前进行，可以保证淬透性差的 钢种表面调质层（回火索氏体）的组织不被切削掉。但是本组工件由于并不对硬度做 过多要求,所以不必进行热处理. 3.辅助工序安排的原则 1).中间检验一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外车间加工的前后， 花费工时较多和重要工序的前后

27、。 2).荧光检验、磁力探伤等特种检验，主要用于表面质量的检验，通常安排在精加 工阶段。荧光检验如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。 3).电镀、涂层、发蓝、氧化等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。 通过前面对定位基准的选择，零件表面加工方法的选择及加工顺序的安排的分析 说明，再结合本零件的结构特点及制定工艺路线的出发点：保证加工质量、提高生产 率、降低成本，从而获得最好的经济性。所以，此组工件制定的工艺路线是： 00.下料 10.铣削加工工件外轮廓 20.铣削加工工件的上表面 30.铣削加工工件的上表面的凸台，槽，以及孔等 40.铣削加工工件的下表面 50.打毛刺 60.清洗 6

28、5.最终检验 4. 设备与工艺装备的选择 (1) 机床设备的选择原则： 机床规格与工件的外形尺寸相适应； 机床精度与工件精度相适应； 与现有加工条件相适应； 根据上述原则，本零件加工时采用数控机床进行、 2.42.4 工艺的制定工艺的制定 2.4.1 工序基准的选择 工序基准是在工艺图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准，所标定的 位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的 内容，在加工后应进行测量，测量所用的基准称为测量基准，通常工序基准与测量基 准重合。 对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基准和 测量基准。 在各表面的

29、最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，虽然工序基准和测量 基准就应选用这个重合的基准；当所选定位基准未与设计基准重合时，在这两种基准 都能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下几点： 1.选设计基准作为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于 减少检验工作量。 2.当本工序中位置精度是由夹具保证而不需进行试切调整的情况，应使工序基准与 设计基准重合。 3.对一次安装下的加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应选与设计尺寸 一致。 本零件在加工时，要使它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。 2.4.2 确定工序尺寸的方法 1.当工件上的位置尺寸精度或

30、技术要求在工艺过程中是由两个甚至更多的工序所 间接保证时，需通过尺寸链计算，来确定有关工序尺寸，公差及技术要求。 2.对于同一位置尺寸方向有较多尺寸，加工时定位基准又需多次转换加工的工件， 由于工序尺寸相互联系的关系较复杂，就需要从整个工艺过程的角度用工艺尺寸链作 综合计算，以求出各工序尺寸、公差及技术要求。 根据本零件的加工工艺路线和技术要求，其工序尺寸确定如下： 工序 1：粗铣工件外轮廓 工步一：平端面 此端面经过一次铣削。查表知，其端面加工余量为 2mm,铣削余量为 0mm，铣削后 达到的表面粗糙度为 Ra6.3。 本工序采用粗铣-半精铣-精铣的加工方式，经查表知，其切削余量为 0.5m

31、m，故该 工序铣削后基本尺寸应为 108+0.5*2=109mm，78+0.5*2=79mm 与该尺寸对应的公差值分 别是 0.02mm，按入体原则标注，工序尺寸 1090.02mm 和 790.02mm。 工步二：精铣外轮廓 切削余量为 0 工步三：铣凸台 长为 86mm，宽为 48mm 工步四：铣削槽（对称两槽） 长 24mm 宽，深为 5mm，上下偏差为 0.02 工步五:铣削槽（心形槽） 共步六：铣削槽（圆形槽） 工步七:钻孔 凸台四角上的四个 14 的圆孔 工序 2：加工件后表面 工步一：平端面 此工步同工序 1 中工步一。 工步二：粗车外轮廓 此工步同工序一中工步二。 工步三：精车

32、外轮廓 此工序是达到最后的加工要求，尺寸精度要符合要求。未注公差的尺寸按 GB/T1804 查 表 工步四：铣削椭圆形凹槽 长半轴为 34，短半轴为 20，深度为 5 工步六：铣过渡凹槽 此槽是由直线还有圆弧组成的较复杂形状的槽而且其各处尺寸较小，因此加工时必须 小心使用直径较小的铣刀进行精加工！余量为 0 2.4.3 确定机械加工余量、工序尺寸及其公差 1. 确定机械加工余量 机械加工余量数值的确定需考虑其制造工艺方法、材料、生产类型等因素，余量 的大小对零件的加工质量和生产率有较大影响。本零件的形体为减少变形，采用多次 切削。本设计采用查表法与经验估算法相结合的办法选取加工余量。 (1)加

33、工余量的确定 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，因为余量不够不能保证零件的加工尺寸 精度的要求，余量过大会造成材料与工时的浪费，所以必须合理安排加工余量。 (2)选择工序加工余量的主要原则 应采用最小的加工余量，以求缩短加工工时，降低费用； 加工余量应满足正本图纸上规定的表面粗糙度及精度要求； 考虑加工方法，设备以及在加工过程中零件可能产生的变形； 考虑被加工零件尺寸大小，尺寸越大加工余量越大。 (3)影响加工余量的因素 前工序的表面质量 在前一工序加工后表面粗糙度的最大高度和表面缺陷层的深度，应在本工序加 工时切除。 前工序加工的尺寸公差 由于在前一个工序加工中，加工后的表面存在着尺寸和形

34、状误差，这些误差的总 和一般不超过前工序的尺寸的公差。所以当考虑加工一批工件时，为了纠正这些误差， 本工序的加工余量应计入上道工序的尺寸的公差内。 前工序的位置关系误差 在前工序加工后的某些位置关系误差，并不包括在尺寸公差范围内在考虑确定余 量时，应计入这部分误差，误差的数值与加工方法有关，可根据资料或近似计算的确 定。 安装误差 本工序的安装的误差包括定位误差和夹紧误差，由于这部分误差要影响被加工表 面和切削工具的相对位置，因此也应计入加工余量。定位误差可以进行计算，夹紧误 差可根据有关资料查阅。 由于以上原则和因素来确定加工余量，本设计采用查表法和经验法来选取加工余 量，而毛坯余量的确定，

35、根据机械加工去除余量，采用从后往前推的方法。被加工表 面经加工后，不留有上道工序加工过的痕迹和缺陷。 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。其余量的大小对工艺过程有一定影响， 余量不足不能保证零件的加工质量，不但增加了机械加工的劳动量，而且增加了刀具， 能源及材料的消耗，从而增加了成本，降低了生产率，所以必需合理的安排加工余量。 确定加工余量的方法有查表法、经验仿计法和分析计算法。本零件采用查表法，参照 机械加工余量手册56 页表对本零件的加工余量所查结果如下：表 3.1 加工表面加工方案余量（mm） 粗铣 0.5 平面端 精铣 0 粗铣 0.5 长方形凸台 精铣 0 两对称凹槽铣 0 心

36、形凹槽铣 0.1 钻 3 孔 镗 0 圆形凹槽铣 0 2.4.4 确定工序尺寸及公差 选择工序尺寸的公差应根据下列原则： (1)公差不应超出经济的加工精度范围； (2)选择公差时应考虑到加工余量的大小，因为公差的界限决定加工余量的最大 尺寸与最小尺寸； (3)选择公差时根据零件的最后精度； 由于根据以上原则：对于本零件在设计过程中的工序尺寸公差按 GB1804-M 等级去 查表，而且还应考虑基准重合和基准不重合时的情况： (1) 基准重合时 先确定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由零件上的设计尺 寸开始，由最后一道工序开始向前推算，直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差则都按各工 序的经

37、济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。 (2) 基准不重合时 2.52.5 切削用量的确定切削用量的确定 切削用量的合理选择,是指在保证加工质量的前提下,充分利用刀具和机床的性能, 获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合。 1.粗加工时切削用量的选择 粗加工时精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此选择粗加工用量时， 要尽可能保证较高的单位时间、金属切除量和必要的刀具耐用度，以提高生产率和降 低成本。先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量；其次选择一个较大的进给量 f；最 p a 后确定一个适合的切削速度 v。根据上述原则，选择粗加工切削用量，对于提高生产率、 减少刀具消耗、

38、降低加工成本是比较有利的。 1）切削深度的选择：应根据零件的加工余量和由夹具、机床、刀具和工件所组 p a 成的工艺系统的刚性来确定。 2）进给量 f 的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力。 3）切削速度 v 的选择：主要受刀具耐用度和机床功率的限制。 2.精加工时切削用量的选择 精加工时的加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加 工 切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精 加工时应选择较小的背吃刀量和进给量 f，以保证加工精度和表面质量，同时满足 p a 生产率的要求。 1）切削深度的选择：应根据精加工留下的余量来确定。 p a 2）

39、进给量 f 的选择：限制进给量，提高的主要因素是表面粗糙度。 3）切削速度 v 的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有所减小，也 不易产生积屑瘤和毛刺。 数控加工工艺卡片 卡 1 产品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 单位名称 绿点科技 上表面 1B2 工序号程序编号夹具名称 10001-0005 虎钳 工 步 号 工 步 作 业 内 容 刀具 号 刀具 规格 主轴 转速 进给 速度 刀具半 径补偿 备注 1 粗加工上表面的平端面T01 801000150 0001 精加工上表面的平端面T01 801500100 0001 粗加工外轮廓T02 141000150 700

40、02 精加工外轮廓T02 141500100 70002 2 粗加工凸台 T02 14 1000150 7 0002 3精加工凸台T02 14 1500100 7 0002 4 铣削槽 T03 121000150 60003/0004 5 钻孔 T05 14 1000 150 0005 6加工圆形凹槽口圆角T04 10 1500 100 0004 编制 崔丽审 批 08 年 1 月 1 日共 2 页 第 1 页 核 准 卡 2 产品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 单位名称 绿点科技 后表面 2B2 工序号程序编号夹具名称 20006-0009 虎钳 工 步 号 工 步 作 业

41、内 容 刀具 号 刀具 规格 主轴 转速 进给 速度 刀具半 径补偿 备注 1 粗加工后表面的平端面 T01 80 1000 1500006 2精加工后表面的平端面T01 801500100 0006 3 粗加工凹槽 T03 121000150 6 0007 4精加工凹槽T03 12 1500100 6 0007 5切槽T05 21000150 10008/0009 编制 崔丽 审 核 批 准 08 年 3 月 1 日共 2 页 第 2 页 2.62.6 加工加工 首先,装卡毛坯,调用程序 0001,加工完毕后卸下毛坯,将毛坯翻转到另一面，装卡 毛坯,调用程序 0002,至此,整个加工完成.加

42、工成的面如图所示. 上表面 下表面 图 3-9 第三章第三章 数控加工程序的编制数控加工程序的编制 3.13.1 数控编程方法及特点数控编程方法及特点 3.1.1 编程零点及坐标系的选择 1.所选的编程原点及坐标系应使程序编制简单。 2.编程原点应选在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置。 3.引起的加工误差小。 一般长方体零件的编程零点选在其加工面的上表面的水平面上的几何中心处 3.1.2 对刀点的选择 对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起始点。对刀点应选 择在对刀方便、编程简单的地方。对于采用增量编程坐标系统的数控机床，对刀点可 选择在零件孔的中心上，夹具上的专用对刀孔

43、上或两垂直平面（定位基面）的交线 （即工件 零点）上，但所选的对刀点必须与零件定位基面有一定的坐标尺寸关系，这样才能确 定机床坐标系与工件坐标系的关系。对于采用绝对编程坐标系统的数控机床，对刀点 可选在机床坐标系的机床零点上或距机床零点有确定坐标尺寸关系的点上。因为数控 装置可用指令控制自动返回参考点，不需要人工对刀，但在装夹零件时，工件坐标系 与机床坐标系必须要有确定的尺寸关系。 3.1.3 加工路线的确定 1.尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产率。 2.合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。 3.保证加工零件精度和表面粗糙度的要求。 4.保证加工过程的安全性

44、，避免刀具与非加工面干涉。 5.有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量。 3.23.2 数控加工程序的内容数控加工程序的内容 加工上边面的程序（00010005 ） O0001 平端面的程序 （用第 1 把刀 T01） G90G54G00Z100 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 S1000M03 主轴正转 转速为 1000r/min X0Y0Z100 将刀移到原点上方 100mm 处 G54G90M03S1000主轴正转，转速1000r/min G00Z150D01 Z轴快速定位 X100Y-20 X，Y轴快速定位 Z-0.5 Z轴进刀 G01X-100F1

45、50 平面铣削，进给速度150mm/min G00Y20Y轴快速定位 G01X100平面铣削 G00Z150 Z轴快速退刀 M05主轴停转 M30程序结束 O0002 加工外轮廓和凸台的程序（手动换为第 2 把刀 T02） G90G54G00X0Y0Z100 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 G41G00X39Y0Z10D01 调用刀具半径左补偿 刀具快速移动到指定位置 G01Z-29F150 切入深度为-29 进给速度为 150 mm/min X51Y39 G02X59Y31R8 倒圆角 G01X59Y-31 G02X51Y-39R8 G01X-51Y-39 G02X-

46、59Y-31R8 G01X-59Y31 G02X-51Y39R8 G01X39Y0 G40G00Z10 取消刀补 G41G00X34Y0Z10D01 调用刀具半径左补偿 刀具快速移动到指定位置 G01Z-19F150 切入深度为 19 进给速度为 150 mm/min X44Y34 G02X54Y24R10 G01X54Y-24 G02X44Y-34R10 G01X-44Y-34 G02X-54Y-24R10 G01X-54Y24 G02X-44Y24R10 G01X44Y24 Z10 G00X54Y12 G01Z-5 G01X48Y12 G03X43Y7R5 G02X43Y-7R43 G03

47、X48Y-12R5 G01X54Y-12 Z10 G00X-54Y-12 G01Z-5 G01X-48Y-12 G03X-43Y-7R5 G02X-43Y7R43 G03X-48Y12R5 G01X-54Y12 G40G00Z10 取消刀补 M05 主轴停转 M30 程序结束 O0003 加工心形凹槽的程序（手动换为第 3 把刀 T03） G90G54G00X0Y0Z100 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 S1000M03 主轴正转 转速为 1000r/min G41G00X30.198Y0D01 调用刀具半径左补偿 快速移动到指定位置 G01Z-9 G01X13.24

48、59Y-14.9849 G02X-13.2459Y-14.9849R20 G01X-30.198Y0 G02X-11.429Y23.31.1R15 G03X11.429Y23.31.1R20 G02X30.198Y0R15 G40G00Z10 取消刀补 M05 主轴停转 M30 程序结束 O0004 加工圆形凹槽的程序（手动换为第 4 把刀 T04） 自变量赋值说明 #1=0 定义 Z 轴起始深度 #2=-11 定义 Z 轴最终深度 WHILE#1GE#2 判断 Z 轴是否到达终点 #3=11+#1 Z 方向数值计算 #4=SQRT11*11-#3*#3 X 方向数值计算 #5=11-#4 X

49、 方向数值计算 G90G54G00X0Y0Z100 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 S1000M03 G01X#5Y0Z#1F100 进给至圆弧面的 XY 轴起点位置 进给速度 1000mm/min G02I-#5J0 整圆铣削加工 #1=#1-0.02 圆弧深度的每次增加量 ENDW 条件不满足时返回执行 M05 主轴停转 M30 程序结束 O0005 加工四个孔的程序（手动换为第 5 把刀 T05） S1000M03 G99G83X-44Y24Z-30R2Q3F150 钻孔1 G98X44Y24 钻孔2 G98X44Y-24 钻孔3 G98X-44Y-24 钻孔4

50、G80X0Y0Z10 G00Z100.000 刀具抬起 X0.000Y0.000 返回参考点 M05 主轴停转 M30 程序结束 加工下表面的程序 （0006-0009） O0006 平端面的程序 （手动换为第 1 把刀 T01） ） G90G54G00Z100.000 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 S1000M03 主轴正转 转速为 1000r/min X0.000Y0.000Z100.000 将刀移到原点上方 100mm 处 G54G90M03S1000主轴正转，转速1000r/min G00Z150D01 Z轴快速定位 X100Y-20 X，Y轴快速定位 Z-0

51、.5 Z轴进刀 G01X-100F150 平面铣削，进给速度150mm/min G00Y20Y轴快速定位 G01X100平面铣削 G00Z150 Z轴快速退刀 M05主轴停转 M30程序结束 O0007 加工椭圆形凹槽（手动换为第 3 把刀 T03） G90G54G00Z100.000 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 G01G41X35Y0Z-5D01 移动到椭圆右顶点 调用刀具半径左补偿 N10#1=0 将角度设为自变量 赋初值为 0 X35*COS#1Y20*SIN#1F150 XY 轴联动的步距 进给速度为 150mm/min #1=#1+1 自变量每次自加 10

52、 IF#1LT360GOTO 17 如果变量自动后不足 360 则转到第 10 段执行 否则执行下一段 G00G40X0Y0Z10 取消刀补 回到起点 M05 主轴停转 M30 程序结束 O0008 加工圆弧凹槽的程序 （手动换为第 5 把刀 T05） G90G54G00Z100.000 建立坐标系，绝对坐标编程，将刀置于表面上方 100 处 S1000M03 G65P0009X50Y-20Z-10A5B2C0I180J0H0.5M78 调用宏程序 M05 主轴停转 M30 程序结束 自变量赋值说明 #1=A 圆柱面的圆弧半径 #2=B 球头铣刀半径 #3=C 圆柱面起始角度 #4=I 圆柱面

53、终止角度 #5=J Y 坐标设为自变量 赋初始值为 0 #11=H Y 坐标每次递增量 #13=M Y 方向上圆柱面的长度 #24=X 宏程序编程原点在工件坐标系 G54 中的 X 坐标 #25=Y 宏程序编程原点在工件坐标系 G54 中的 Y 坐标 #26=Z 宏程序编程原点在工件坐标系 G54 中的 Z 坐标 宏程序 O0009 G52X#24Y#25Z#26 在圆柱面中心处建立局部坐标系 G00X0Y0Z30 定位至圆柱面中心上方安全高度 #12=#1-#2 球头铣刀中心与圆弧中心连线的距离#12 #6=#12*COS#3 起始点刀心对应的 X 坐标 #7=#12*SIN#3 起始点刀心

54、对应的 Y 坐标 #8=#12*COS#4 终止点刀心对应的 X 坐标 #9=#12*SIN#4 终止点刀心对应的 Y 坐标 X#6 定位至起始点上方 Z1 G00 移动到 Z1 处 G01Z-#7-#2F100 G01 进给至起始点 WHILE#5LT#13D01 如果#5#13 循环 1 继续 G01Y#5F1000 Y 坐标向正方向 G01 移动#11 G18G03X#8Z-#9-#2R#12 起始点 G03 运动至终止点 #5=#5+#11 Y 坐标即变量#5 递增#11 G01Y#5F1000 Y 坐标向正方 G01 移动#11 G18G02X#6Z-#7-#2R#12 终止点 G0

55、2 运动至起始点 END1 循环结束 G00Z30 提刀至安全高度 G54X0Y0Z0 恢复 G54 原点 结结 语语 经过几个月的忙碌和工作，本次毕业论文已经接近尾声，由于经验的不足，难 免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的悉心指导和亲切关怀，以及一起工 作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在厂里实习也学到了不少经验和技术，感谢那些老师傅的教导。最后衷心希望 本班的同学能够在未来的道路中能够越走越宽，事业蒸蒸日上。然后我希望我国 科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞 争全球化带来的严峻挑战，为在 21 世纪使我国数控技术和产业走向世界的

56、前列，使我 国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗。 参考文献参考文献 1 马东坡. 数控加工技术综合技能训练指导书 M.北京：学苑出版社， 2005. 2 张亮峰. 机械加工工艺基础与实习 M.北京：高等教育出版社， 1999 3 徐茂功，桂定一 . 公差配合与技术测量 M.北京：机械工业出版社， 2000 4 韩荣第，周明，孙玉洁 . 金属切削原理与刀具 M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2001 5 肖继德，陈宁平 . 机床夹具设计 M.北京：机械工业出版社， 2000 6 吴国华. 金属切削机床 M.北京：机械工业出版社， 2001 7 郑修本. 机械制造工艺学 M.北京：机械工业出版社， 1999 8 韩鸿鸾. 数控编程 M.北京：中国劳动社会保障出版社， 2004 9 宛剑业.马英强.吴永国.CAXA 数控车实用教程 M. 北京：化学工业出版社 10 机械制造工艺学 郑修本主编， 1999 年 机械工业出版社 11 数控工艺培训教程 第二版，杨伟群主编，宋之放主审， 2006 年 8 月清华大学出版 社 12 余光华，马俊，张兴发 . 机床夹具设计 M. 重庆：重庆大学出版社，