983T-V-02-211面板铣削加工工艺方案设计 机械本科毕业论文.doc

983t-v-02-211面板铣削加工工艺方案设计摘要数控系统面板是具有多种框架结构的铣削面板，轮廓清晰，便于安装，通过各种不同的刀具经铣、钻等工序形成工件。通过一般的铣床和数控铣床，其比较耗时耗料，加工出的零件精度和工艺与实际使用要求相差较远，并且生产成本比较高，因而需要运用加工中心进行加工。加工中心拥有刀库、识别加工程序代码、自动加工换刀等功能，并且加工完成的工件精度很高，工艺好。使用一般的加工方法来加工生产效率普遍不高，因而要求设计和使用新的夹具，通过对毛胚正反面的加工时进行内外装夹，把程序传输到加工中心，同时调用程序进行加工，从而提高批量生产时的效率，以及保证工件的精度、节省工时和降低生产成本以达到加工要求。在选用加工机车的原则上要结合加工工件的精度要求与批量化的生产。在这个过程中，要适当收集零件的图纸，并且要设计所要用到的夹具，根据相关资料选用适当的刀具。做到生产经济化，使企业能够在花最少成本的情况下，创造出尽可能高的利润，实现企业与个人价值的提升！关键词：面板铣削 加工工艺 批量生产 加工中心前言：随着经济的不断发展和数控产业的不断完善，数控机床在生产加工中起到越来越重要的作用。目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。数控铣削加工设备已经大量进入制造业，特别是近年来高速加工的普及，更是让数控铣削加工跨上了一个新的台阶，而数控系统也日益先进，同时数控面板作为数控系统输入部分结构框架也成为了加工中的基本项目。数控面板决定了每个数控系统的面板的造型，区分了面板使用区的输入和操作部分的按钮，对于每个系统面板的加工方法、工艺方案、刀具选用等项目与别的系统面板既有共性又有差别。为了摄入对数控面板研究，我采用了gsk983-v-02-211数控面板进行设计加工与分析研究，进一步剖析数控面板加工的相关内容。目录一、对零件图纸进行铣削加工的工艺分析 04二、数控加工工艺方案的制定 07（一）机床的合理选用 07（二）数控加工零件工艺性分析 09（三）加工方法的选择与加工方案的确定 09（四）加工路线的确定 10（五）切削用量的确定 13（六）制定加工工艺卡 15三、程序设计及加工效果 19四、刀具的选择 24五、零件的安装与夹具的选择 27六、机车参数调整 35七、首件试切与工艺方案的调整 37八、小结 38九、总结 39十、参考文献 39一、零件图的铣削加工工艺分析对被加工零件的精度及技术进行分析，是零件工艺分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能对加工方法、装夹方式和刀具的切削用量进行正确而合理的选择。所以分析零件图就显得非常重要。分析精度及各项技术要求合理；本工序的数控铣削加工精度能达到图样的要求，找出图纸上有位置精度要求的表面，对表面粗糙度要求；较高的表面，应确定用恒线速切削。零件图工艺性分析：从如下图所示零件图分析可得，该板状形工件为批量生产零件，零件材料为铝板（5a06），外形为一个长方体，从上到下分为三层，面板内部的结构比较简单，主要结构是由多个长方形结构构成的，从上面零件图可知面板的正反面上均有分层结构，而且加工范围的限制和深度的控制是加工的重点，其他结构加工范围充足，容易加工。同时零件图的精度要求比较高，重点加工的结构是保证精度的难点。工件上的矩形轮廓是主要加工的部分，决定了整个工件的误差。工件表面尺寸标注完整，轮廓描述清楚。此零件加工包括：平面铣，孔， 槽，倒角，倒圆角，攻丝和抛光处理。图纸如图1、图2、图3所示。图1 983t-v-02-211面板正面图纸图2 983t-v-02-211面板反面图纸 图3 加工表面二、数控加工工艺方案的制定（一）机床的合理选用至今日，10年来我国数控机床品种又有了较大发展，产品性能、质量和可靠性也有了较大提高。据不完全统计，到2004年我国国产数控机床产品品种已达 1500种，数控机床产量已突破5万台，在五轴联动、复合加工、高速加工、超精加工和数字化设计等一批关键技术的掌握上也取得较大进展，一些高档数控机床已进入交通、能源、航空航海、军工等重点领域，有力地支援了国家建设项目，并形成了一批中档数控机床产业化基地，使我国中档（普及型）数控机床在产量中的比重由2000年的25%提高到2004年的43.5%为广大用户提供了更为广阔的选择余地。加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。数控加工中心综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度高。可以理解为数控铣床加刀库就是加工中心，如图4所示。 图4 加工中心加工中心的种类也多种多样，可以按下列方式进行分类：按换刀形式分类：（1）带刀库机械手的加工中心 换刀装置由刀库、机械手组成，换刀动作由机械手完成。（2）机械手加工中心 换刀过程通过刀库和主轴箱配合动作来完成。（3）转塔刀库式加工中心 一般应用于小型加工中心，主要以孔加工为主。加工中心自动换刀刀库如图5所示：选用数控机床一般遵循以下几个原则：1、 实用性2、 经济性3、 可操作性4、 稳定可靠性图5圆盘式刀库：s系列 根据刚才被加工零件的分析与零件的外形与材料，考虑到加工过程中需要多次换刀，同时考虑到零件加工需要保持较高的尺寸精度要求等条件，认真遵循数控机床的选用原则。综上各方面的考虑，选用gsk218m加工中心比较合适。（二）数控加工零件工艺性分析刀具材料应该满足零件的加工要求，零件的正面有许多不同尺寸的槽，那就需要不同尺寸的刀具去加工，加工零件是需要统一的几何类型和尺寸，在满足精度要求情况下，尽量减少换刀，提高效率。在加工轮廓用倒圆角过渡时，内槽圆角影响刀具的选择，刀具半径应大些，加工槽底圆角时刀具圆角半径应小些，提高工艺性和效率。该工件的装夹只需用四压块压紧，在装夹时统一基准定位，减少定位误差。另一方面，零件的结构应便于装配和维修时的拆装，该零件上有8个螺丝孔用于装配时的螺丝紧，而且零件上的矩形轮廓槽要利于工件与系统器件的装配。确定零件的定位基准和和装夹方式零件直接安装在机床工作台面的组合夹具上，在分别加工内外时用四块压板压紧。定位基准为夹具上的丝杠。（三）加工方法的选择与加工方案的确定加工方法的选择应以满足加工精度和表面粗糙度的要求为原则。由于获得同一级加工精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求等全面考虑。零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工，半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：a.工件材料的性质 b.工件的结构和尺寸 c.生产类型 d.具体生产条件加工方案的确定原则：零件上比较精密的尺寸及表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些加工部位仅仅根据质量要求选择相应的加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成型的加工方案。确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。加工方法的选择：加工中心加工零件的表面包括平面、平面轮廓、曲面、孔和螺纹等。所选加工方法要与零件的表面特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。面加工分析：平面、平面轮廓及曲面在镗铣类加工中心上唯一的加工方法是铣削。经粗铣的平面，尺寸精度可达it12it14级（指两平面之间的尺寸），表面粗糙度ra值可达12.550m。经粗、精铣的平面，尺寸精度可达it7it9级，表面粗糙度ra值可达里，1.63.2m。所示该零件大部分时加工槽，应该采用两轴半加工。在钻削小直径孔后进行扩孔，可采用平铣刀进行外形加工来扩孔。（四）加工路线的确定 零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到形成成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见下图。工艺路线拟定的基本过程如图6所示：图6 工艺路线拟定的基本过程在数控加工中刀具定位点在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹称为走刀路线，它不但包括了工序的内容，而且也反映出工序的顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。编程时加工路线的确定原则主要有以下几个方面：1) 加工路线应保证被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求，且效率较高。如图7(a)所示，当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延，如图7（b）所示，刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。 图7(a) 图7(b)图8所示为圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线图。当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线，如图8所示，这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量。图8 圆弧插补方式铣削外整圆对于孔位置精度要求较高的零件，在精镗孔系时，镗孔路线一定要注意各孔的定位方向一致，即采用单向趋近定位点的方法，以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位精度的影响。在图9中，左图和中图分别为用行切法加工和环切法加工凹槽的走刀路线，而右图是先用行切法，最后环切一刀光整轮廓表面。三种方案中，左图方案的加工表面质量最差，在周边留有大量的残余；中图方案和右图方案加工后的能保证精度，但中图方案采用环切的方案，走刀路线稍长，而且编程计算工作量大。 图9 加工凹槽的走刀路线此外，轮廓加工中应避免进给停顿。因为加工过程中的切削力会使工艺系统产生弹性变形并处于相对平衡状态，进给停顿时，切削力突然减小会改变系统的平衡状态，刀具会在进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。1)为提高工件表面的精度和减小粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以0.2mm0.5mm为宜。而且精铣时宜采用顺铣，以减小零件被加工表面粗糙度的值。2) 、应使加工路线最短，这样既可简化程序段，有可以减少走空刀的时间，以提高生产效率。如图10所示是正确选择钻孔加工路线的例子。按照一般习惯，总是先加工均布于同一圆周上的8个孔，再加工另一圆周上的孔，如图10(a)图所示。但是对点位控制的数控机床而言，要求定位精度高，定位过程尽可能快，因此这类机应按空程最短来安排走刀路线，如图10(b)图所示，以节省时间。 (a) (b) 图10 钻孔加工路线3)保证零件的工艺要求。4)利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。另外确定走刀路线时，还要考虑工件的加工余量和机床刀具的系统刚度等情况，确定是一次走刀还是多次走刀完成加工。综合上述要求与加工中实际的轮廓要求确定加工顺序和走刀路线如下：（1） 加工正面大部分矩形轮廓和锥面，去除大部分余量。（2） 半精加工和精加工出矩形轮廓的倒角和圆弧。（3） 钻孔。 （4） 换夹，粗精加正反面内轮廓 （5） 装夹反面，挖槽粗精加工反面矩形槽。 （6） 换夹，加工反面外形。（五）切削用量的确定1、切削用量的选择原则：切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量.它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。合理选择切削用量就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床和刀具的切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。目前切削用量的选择一般是先参考切削用量手册，再根据经验，或通过工艺试验来确定切削用量。1）粗加工切削用量选择：首先选取尽可能大的切削深度；其次根据机床动力和刚性，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。2）精加工切削用量选择：首先根据粗加工后的余量确定切削深度；其次根据已加工表面粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度。2、切削用量的选择方法1）、切削深度的选择选择切削深度应根据数控机床工艺系统的刚性、刀具材料和刀具几何参数以及工件加工余量等来确定。一般在粗加工（ra=1080m）时，一次进给应可能切除全部余量。在中等功率数控机床上，切削深度可达810mm。半精加工（ra=1.2510m）时，切削深度取为0.252mm。精加工（ra=0.321.25m ）时，切削深度取为0.10.4mm。2）、进给量的选择进给量是数控机床切削用量中的重要参数。在选择进给量时，应根据零件的表面粗糙度、加工精度及刀具和工件材料等因素，参考切削用量手册进行选取。3）、切削速度的选择切削速度一般要根据已选定的切削深度、进给量及刀具耐用度进行选择。可用经验公式计算，也可根据生产实践经验，在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或参考有关切削用量手册选用。常用切削用量表工件材料加工内容背吃刀量切削速度进给量刀具材料碳素钢粗加工60-800.2-0.4yt类粗加工80-1200.2-0.4精加工120-1500.1-0.2碳素钢钻中心孔500-800rmin-1yt类钻孔25-300.1-0.2切断（宽度5mm）70-1100.1-0.2yt类铸铁粗加工70-1000.1-0.2yg类精加工50-700.1-0.2切断（宽度5mm）50-700.1-0.2铝或铝合金粗加工6-10mm300-600m/min0.5-0.6高速钢（六）制定加工工艺卡机械加工工序卡片是在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工序内容所编制的一种工艺文件。该卡片中一般附有工序简图，并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺设备等。它是具体指导工人操作的技术文件，多用作大批量生产零件和成批生产中重要零件的工艺文件，在加工的过程中起到重要的作用。983t-v-02-211操作面板正面加工工艺卡名 称983t操 作 面 板 加 工 工 艺 卡产 品 名 称 或 代 号零 件 名 称零 件 图 号983t-v-02-211gsk 983t-v-02-211 cnc983t-v-02-211车 间使 用 设 备数控铣加工中心加工场218m加工中心（4-02）工 艺 序 号程 序 编 号正面加工0001夹 具 名 称夹 具 编 号983t-v-02-211正面专用夹具/工步号工 步 作 业 内 容测 量 位 置尺 寸 要 求 刀 具 号刀具名称及大小主 轴 转 速进 给 速 度背 吃 刀 量备 注1平 面 铣总 厚 度23#1125端面铣刀s 750f250/上下装夹，一次加工2挖槽粗加工平面到槽底面0.7#216端面铣刀s 2500 f3000一次周边余量0.15底部0.153挖槽精加工平面到槽底面0.7#216端面铣刀s2500 f800 一次周边余量-0.084挖槽粗加工平面到槽底面3#216端面铣刀s2500 f2300 一次周边余量0.15底部0.155挖槽精加工平面到槽底面3#216端面铣刀s2500 f800 一次周边余量-0.086外形铣削平面到槽底面4#216端面铣刀s2500 f2000 0.5周边余量0.15作下刀槽7一次残料清角/#36端面铣刀s2600 f1000 一次周边余量-0.088一次残料清角/#36端面铣刀s2600 f1000 1周边余量-0.089二次残料加工/#43端面铣刀s3000 f3000 0.4周边余量-0.0810二次残料加工/#43端面铣刀s3000 f1000 0.511外形铣削面刀加工底部18*193.8#43端面铣刀s3000 f1000 0.5周边余量-0.0612外形铣削#5s3200f250一次周边余量-0.0813钻中心孔/#63中心钻s2200 f15000.6加工所有孔（除m4孔）14钻3.5孔平面到刀肩3.5+0.15#73.5钻头s2200 f100一次共加工2个孔15钻4孔平面到刀肩/#84钻头s2200 f1004共加工47个孔16钻12孔平面到刀肩/#912钻头s2000 f150一次共加工47个孔17钻12工艺孔平面到刀肩/#9 3.5钻头s2000f150一次共加工7个孔18钻9.5孔平面到刀肩9.5+0.15#10钻9.5孔s2000 f100一次共加工2个孔19扩22.5/16孔孔直径22.5+0.1516.5+0.15#1010端面铣刀s18003503周边余量-0.0420倒工艺角边距#1512角度成型刀s2500f500按键区21倒工艺角边距/#1512角度成型刀s2700f600操作区22#s f23#s f 10000.524/#s f 8000.525/#sf50026#s f 3000.2327/#s一次28r2.5#sf50029#s f 8000.530#s f 10000.5编 制审 核批 准年 月 日第 2 页983t-v-02-211操作面板反面加工工艺卡名 称983t操 作 面 板 加 工 工 艺 卡产 品 名 称 或 代 号零 件 名 称零件图号983t-v-02-211gsk 983t cnc983t-v-02-211车 间使用设备数控加工中心加工场21m加工中心（4-03）工 艺 序 号程序编号背面加工0002夹 具 名 称夹具编号983t背面专用夹具/工步号工 步 作 业 内 容测 量 位 置尺 寸 要 求 刀 具 号刀具名称及大小主 轴 转 速进 给 速 度背 吃 刀 量1挖槽粗加工面到加工底部115#116端面铣刀s 2200f 25000.52挖槽粗加工面到加工底部12.8#116端面铣刀s 2200f 25000.53挖槽粗加工面到加工底部按键区15.5操作区17.8#116端面铣刀s 2200f 25000.54挖槽精加工/#116端面铣刀s 2200f 8000.55一次残料加工/#26端面铣刀s 3200f 12000.56二次残料加工/#33端面铣刀s 3500f 5000.47换 夹/换装夹，压里面铣外面8外型铣削/#116端面铣刀s 2200f 25000.59挖槽/#26端面铣刀s 3500f 12000.510残料加工#33端面铣刀s 3500f 5000.411外型铣削四周槽宽1.5#33端面铣刀35005000.412自 检/编 制审 核批 准年 月 日第 1 页三、程序设计及加工效果图41正面加工程序（简略版）：%o0000(program name - 983t-v-02-211正面)(date=dd-mm-yy - 12-11-09 time=hh:mm - 00:31)n100g21n102g0g17g40g49g80g90(tool - 1 dia. off. - 1 len. - 1 dia. - 125.)(d 125.)n104t1m6n106g0g90g54x216.226y-1.46a0.s750m3n108g43h1z50.n110z2.n112g1z0.f400.n114x147.f250.n116y-58.n118x-210.n120y58.n122x147.n124y1.46n126x216.226n128g0z50.n130m5n132g91g28z0.n134g28x0.y0.a0.n136m01(tool - 2 dia. off. - 2 len. - 2 dia. - 16.)(d 16)n138t2m6n140g0g90g54x66.14y-61.85a0.s2500m3n142g43h2z30.n1524g1x107.5n1526g3x107.44y53.5r.06n1528g1y38.5n1530g3x107.5y38.44r.06n1532g1x123.5n1534g3x123.56y38.5r.06n1536g1y46.n1538g3x122.06y47.5r1.5n1540g1x120.56n1542y44.5n1544z-6.325n1546x122.06n1548g3x123.56y46.r1.5n1550g1y53.5n1552g3x123.5y53.56r.06n1554g1x107.5n1556g3x107.44y53.5r.06 (tool - 12 dia. off. - 12 len. - 12 dia. - 4.5)(钻头4.5)n2686t12m6n2688g0g90g54x-140.y125.a0.s2000m3n2690g43h12z30.n2692g98g81z-13.r-3.f100.n2694x140.n2696y-125.n2698x-140.n2700g80n2702m5n2704g91g28z0.n2706g28x0.y0.a0.n2708m01(tool - 13 dia. off. - 13 len. - 13 dia. - 8.)(d8)n2710t13m6n2712g0g90g54x-140.y125.a0.s1800m3n2714g43h13z30.n2716g98g81z-6.r-3.f50.n2718x140.n2720y-125.n2722x-140.n2724g80n2726m5n2728g91g28z0.n2730g28x0.y0.a0.n2732m30背面加工程序（简略版）%o0000(program name - 983t-v-02-211背面)(date=dd-mm-yy - 11-11-09 time=hh:mm - 23:54)n100g21n102g0g17g40g49g80g90(tool - 1 dia. off. - 1 len. - 1 dia. - 16.)n104t1m6n106g0g90g54x-109.727y106.8a0.s2200m3n108g43h1z50.m8n110z2.n112g1z-.496f300.n114g3x-104.y104.8r9.2f2500.n116g1x-96.n118g3x-90.273y106.8r9.2n120g1x90.273n122g3x96.y104.8r9.2n124g1x104.n126g3x109.727y106.8r9.2n128g1x123.8n130y4.04n132x122.8y2.205n134y-4.47n136y-106.8n138x109.727n140g3x104.y-104.8r9.2n142g1x96.n144g3x90.273y-106.8r9.2n146g1x34.5n148x28.5n150x-90.273n152g3x-96.y-104.8r9.2n1174y98.685f1200.n1176g2x122.95y108.315r5.7n1178x129.05r5.7n1180g1y112.05n1182x107.5n1184x107.435n1186g2x104.y110.05r3.95n1188g1x100.732n1190g0z2.n1192x99.125n1194z-10.5n1196g1z-13.f300.n1198x96.f1200.n1200g2x92.565y112.05r3.95n1202g1x92.5n1204x86.554n1206g0z2.n1208x129.05y90.033n1210z-11.n1212g1z-13.5f300.n1214y98.685f1200.n1216g2x122.95y108.315r5.7n1218x129.05r5.7n1220g1y112.05n1222x107.5n1224x107.435n1226g2x104.y110.05r3.95n1228g1x100.732n1230g0z2. n5078g3x-.699y-121.1r2.75n5080g1x.699n5082g3x2.734y-122.r2.75n5084g1x97.266n5086g3x99.301y-121.1r2.75n5088g1x100.699n5090g3x102.734y-122.r2.75n5092g1x135.2n5094g3x138.y-119.2r2.8n5096g1y-47.734n5098g3x137.1y-45.699r2.75n5100g1y-44.301n5102g3x138.y-42.266r2.75n5104g0z30.n5106m5n5108g91g28z0.m9n5110g28x0.y0.a0.n5112m30983面板正面加工换装夹前加工成型效果图如图11（a）图11 (a) 正面装夹前加工成型效果图983面板正面加工换装夹后加工最后成型效果图如图11(b)：图11(b) 正面装夹后加工最后成型效果图983面板背面加工换装夹前加工成型效果图如图11(c) 图11(c) 背面装夹前加工成型效果图983面板背面加工换装夹后加工最后成型效果图如图11（d）：图11(d) 背面装夹后加工成型效果图四、刀具的选择加工中心使用的刀具种类较多，刀具的选择应根据加工中心的加工能力、工件材料的性能、加工顺序、切削用量以及其他因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序，一般应遵循以下原则：(1)尽量减少刀具数量(2)把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位(3)粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具(4)先铣加工后钻加工(5)先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工刀具材料：高速钢、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼、表面涂层；铣刀的种类：面铣刀(如图12)、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀、鼓形铣刀、成形铣刀、球刀（如图13）和各种型号铣刀（如图14）； 如图12面铣刀 如图13 6球刀如图14各种型号铣刀数控铣削刀具的选择铣刀类型应与加工工件尺寸与表面形状相适应。加工较大的平面应选择面铣刀；加工凸台、凹槽及平面零件轮廓应选择立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔可选用镶硬质合金的玉米铣刀；曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦的部位应采用环铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成型表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；选用股型铣刀、锥形铣刀可加工飞机上的变斜角零件的变斜角面。铣刀参数的选择（重点介绍面铣刀与立铣刀）1、面铣刀主要参数的选择标准可转位面铣刀直径为16630。粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选用小直径铣刀可减小切削转矩。精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。根据工件的材料、刀具材料及加工性质的不同来确定面铣刀的几何参数。由于铣削时有冲击，故前角数值一般比车刀略小，尤其硬质合金面铣刀，前角要更小些。铣刀削强度和硬度高的材料可选用负前角。面铣刀前角的选择如下：工件材料 刀具材料钢铸铁黄铜、青铜铝合金高速钢10 20515102530硬质合金-151515546 152、立铣刀主要参数的选择根据工件材料和铣刀直径选取，一般前、后角都为正值，其具体数值可参考下表。为了使端面切削刃有足够的强度，在端面切削刃前面上一般磨有棱边，其宽度为0.4-1.2mm，前角为6.立铣刀的前角、后角选择工件材料前角铣刀直径后角钢10 20小于10mm25铸铁10151020mm20铸铁1015大于20mm16本次铣刀的选择：1) 平面铣、挖槽、扩孔、残料清角、加工前后左右与台阶使用端面铣刀2) 钻中心孔用中心钻3) 钻孔用钻头4) 倒角用12角度成型刀5) 倒圆角用r6成型刀对刀点与换刀点的确定1、.对刀点的确定：对刀点的选择原则：（1）选定的对刀点位置应便于数学处理和使程序编制简单；（2）在机床上容易找正；（3）工过程中便于检查；（4）引起的加工误差小（5）加工本块数控面板选用对刀点：工件坐标系上（0，0，2）2、换刀点的确定：（1）换刀点选择原则：换刀点应设在工件或夹具的外部，刀架转位时刀具不与其他部位干涉为原则。（2） 加工983t-v-02-211数控面板选用换刀点：工件坐标系上（0，0，30）五、零件的安装与夹具的选择夹具作用：在数控车削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。选择夹具时应优先考虑通用夹具，使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具。专用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的作用为：（1）保证产品质量（2）提高加工效率（3）解决车床加工中的特殊装夹问题（4）扩大机床的使用范围夹具的选择：夹具设计必须满足下列基本要求：（1）保证工件加工的各项技术要求，要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀 具的导向方式，合理制定夹具的技术要求。必要时要进行误差分析与计算。 （2）具有较高的生产效率和较低的制造成本 为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、 联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。 （3）尽量选用标准化零部件 尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设 计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。 （4）夹具操作方便安全、省力 为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于 夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强 度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。 （5）夹具应具有良好的结构工艺性 所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。 夹具的类型 ：数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。 工件在进行切削加工之前，必须准确可靠地装夹在机床上。用来确定工件在机床上的位置所依据的工件上的点、线、面，称为定位基准。件在安装之前必须选择定位基准面，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。 选择定位基准:定位基准分为粗基准和精基准。没有经过切削加工就用作定位基准的表面，称为粗基准。经过切削加工才用作基准的表面，称为精基准。从有位置精度要求的表面中选择工件的定位基准，是选择定位基准的总原则。 1. 粗基准的选择原则对毛坯进行的第一道切削加工工序所使用的定位基准一定是粗基准。选择粗基准时，应注意满足各加工表面的加工余量.保证表面之间的位置精度和安装平稳可靠等。选择非加工表面作为粗基准，可以使加工表面与非加工表面之间的位置误差最小。当毛坯所有表面都需要加工时，应选择加工余量最小的表面为粗基准。 2. 精基准的选择原则直接使用设计基准作为定位基准，称为基准重合原则。遵循基准重合原则容易保证加工表面的位置精度。使尽可能多的加工表面和加工工序使用同一个定位基准面，称为基准统一原则。应该选择面积较大.精度较高.安装稳定可靠的表面作为定位基准。对于某些精加工或光整加工工序，因其加工余量小且均匀，也可以用加工表面本身作为定位基准。在实际生产中，还常常采用零件上的两个加工表面互相作为基准，反复加工，逐步提高两加工表面之间的位置精度。本次使用的夹具有：定位销和压板。采用两次装夹加工，零件直接安装在机床工作台面的组合夹具上，首先用3个定位销进行定位，再用4个压板夹住前后两边，最后换装夹压两边再送前后，定位基准为夹具上的丝杠。（如图15所示）图15定位销和压板的装夹方案确定夹具结构方案：（1）确定定位元件；根据加工图示可知加工面板时需要具有大面积平面的夹具，因此需要一块尺寸为600mm长450mm宽16mm高铁板夹在机床的工作台上，并用螺母螺丝和压块拧紧（如图16（a）所示）。在铁板上钻相应的螺纹孔作为装配工件的定位辅助点。还需要两颗定位梢为加工反面的定位元件以及两个丝杠作为正面的加工定位元件（如图16(b)所示）。确定加紧机构：针对需要批量生产的工艺特征，夹紧机构就是四个压块和螺母螺丝的配合。把工件放在铁板上，用压块与螺母螺丝的配合把工件四角压紧（如图16(c)所示）。确定其他装置：两颗用作反面加工时的定位梢（如图16(d)所示）图16(a)螺母螺丝和压块拧紧 图16(b) 工件用丝杠定位 图16(c)装夹灰色工件为装夹结构）图16(d)加工反面时定位定位梢，黄色圆柱为定位定位梢夹具设计说明书（图示见零件图如图17a、图17b、图17c和三维视图如图17d） 图17a 零件主视图图17b零件俯视图 图17c零件左视图 图17d零件三维视图（1）所设计的夹具是一个由多种配件组成的组合夹具，主要把尺寸为600mm长450mm宽16mm高的铁板放在加工中心工作台上，用百分表在长度为600mm的边上找正，连续找正几次，直到误差在5个丝内。（2）找正后用螺母、螺丝（16）和压块（100mm长35mm宽10mm高）组合把铁板夹紧在加工中心工作台上。（3）在铁板上钻相应的孔（见零件图），3个8的孔用于放丝杠，作为加工正面时的定位元件。2个7.2的孔用于放定位销，作为加工方面是的地位原件，主要与正面的对角的2个7.2孔定位。（4）经丝杠后，采用螺母、螺丝（16）和压块（100mm长35mm宽10mm高）组合把铝板夹紧在固定好的铁板上。（5）在加工完正面内轮廓时，进行换夹加工四周轮廓，换夹时应该把压块压在另外四角（刀具不加工的地方）。（6）在加工完反面内轮廓后，进行换夹加工四周轮廓，换夹时应该把压块压在面板的内轮廓上来固定面板（刀具加工不到的部分）。（7）在进行批量生产时，加工完第一块后，松开螺丝螺母，直接把加工完的面板取下，换上铝板毛胚用丝杠定位，螺丝螺母继续加工。5在该组合夹具进行对刀在装夹号工件毛胚后，需要进行对刀，先按一般的方法对好第一把刀。从第二把刀开始，只对z轴而且采用非基准对刀法，在铁板上放一把16的立铣刀，把刀具移到于16刀刚接触后，在把z轴数据输入加工中心。连续把剩下的刀具按（2）的方法对刀，再检验无误后开始加工。六、机车参数调整1 根据加工路线和工艺参数的要求，我们选用了带gsk218m数控系统的2 加工中心作为加工的机床设备。218m数控系统具有集成操作面板，如下图18所示： 图18 218m数控系统具有集成操作面板鉴于机床安装调试时就已经设置好参数，按照默认参数即可满足加工要求。七、首件试切与工艺方案的调整数控加工程序经过校验之后，还无法确定加工程序能否加工出符合精度要求的零件，因此要进行首件试切加工。在试切加工过程中可以发现程序是否有错，可以知道零件加工精度是否合格以及加工现场会不会出现问题。如果首件试切削不合格，还要进行加工程序的修改，直到试加工合格为止。在首件试加工中，要特别注意刀具与工件、夹具以及机床干涉的问题，检查刀具轨迹的正确性,大部分的加工事故都是在首件试切削时发生的。.1、首件试切准备：把5a06铝合金毛胚板装夹在夹具上，对刀完毕后，再使用master cam软件后处理出程序通过nvsentry软件把程序传输刀加工中心，在加工中心中选取相应的程序，通过按“循环启动”按钮进行加工。2、首件试切注意事项：（1）、在检查基本操作无误时方可以进行加工；（2）、在加工第一块面板时，要注意把第一把刀具的主轴进给率尽可能调小来明确下刀，防止因对刀出错或者其他原因引起的机床直接下刀损坏工件造成废品；（3）、在加工第一块面板正反面的整个过程中，需要板进给率适量地调小，防止因程序出错和对刀引起的工件