复杂数控加工零件加工毕业设计.doc

复杂数控加工零件加工工艺和程序设计摘要本次设计是对一典型平板类零件进行数控加工设计，侧重于对零件的数控加工工艺分析和编程编写，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的内容设计，以最优的路线完成零件的加工，达到实际生产的需要。用G代码编制该零件的数控加工程序，并运用CAD/CAM相关软件绘制零件图以及三维实体图，使人能一目了然的了解到零件的结构特征。学会使用图表资料和手册，将与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练应用。关键词：工艺分析、数控编程、CAD/CAMAbstractThe design is a typical design of NC machining for flat parts, focusing on analysis and programming of NC machining process of parts prepared, main design elements: complete the part of the procedure specification (including process cards, processes card and CNC tools cards) and primary content design, optimal routes to complete parts of the processing, to actual production needs. Preparing NC machining of the parts with the g code programs, and draw the parts using CAD/CAM software, as well as three dimensional entity, so that people get a clear understanding of the structural features of the part. Learn how to use chart information, and manuals, and this name, source of information relevant to the designing, can do skilled application.Key words: analysis of techniques, NC programming, CAD/CAM 目录摘要IAbstractII绪论1第1章 西门子802D数控系统简介21.1 SINUMERIK 802D21.1.1SINUMERIK 802D 介绍21.2 G代码21.3 M代码3第2 章 零件图纸的分析42.1零件图分析4第3章 加工准备与设计63.1机床及毛坯材料的选择63.1.1机床的选择63.1.2毛坯的选择73.1.3加工余量83.2夹具及刀具的选择83.2.1夹具的选择83.2.2刀具选择83.3基准的选择113.4切削用量123.4.1吃刀量123.4.2进给速度123.4.3切削速度133.5确定工艺路线153.6数控加工工序卡17第4章 编程设计21参考文献：29总结30致谢31附录32绪论随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。机械制造业正在越来越多的采用数控技术改善其生产加工方式。近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。作为装备制造业的母机，数控机床将获得高速发展。根据中国机床工具协会的调查，航天航空、国防军工制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床；汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线；电站设备、造船、冶金石化设备、轨道交通设备制造业；IT业、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级加工数控机床；工程机械、农业机械等传统制造业的产业升级，特别是民营企业的蓬勃发展，需要大量数控机床进行着装备。通过对数控技术的兴起和对未来的推测来看，随着数控机床的广泛应用与现代化企业对零件加工精度的要求提高，社会对其相应技术人才的需求也越来越高。这就需要我们对数控机床有更深刻的认识和了解。本次课程的设计正是一次实践，运用学过的数控的基础课程、技术课程和专业课程，对所学的知识进行综合整理与应用。这是一次理论与实际结合的锻炼过程。第1章 西门子802D数控系统简介1.1 SINUMERIK 802D具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 图1-1 操作面板和伺服放大器1.1.1SINUMERIK 802D 介绍SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。1.2 G代码表1-1 常用G代码代码功能格式G00快速定点位G00 X-Y-Z F*G01直线插补G01 X-Y-Z F*G02顺时针方向圆弧插补G02 X-Y-Z CR=* F*G03逆时针方向圆弧插补G03 X-Y-Z CR=* F*G17X-Y平面选择G18X-Z平面选择G19Y-Z平面选择G40刀具补偿取消G41刀具左补偿G41 X-YG42刀具右补偿G42 X-YG90绝对坐标偏差G91相对坐标偏差G94主轴每分钟进给G95主轴每转进给1.3 M代码表1-2 常用M指令M0暂停M1有条件停止M2程序结束M3主轴正转M4主轴反转M5主轴停止M6换刀M8冷却液开M9冷却液关M17子程序结束M19主轴定位M25托盘上升M30程序结束，返回程序开始第2 章 零件图纸的分析2.1零件图分析所要加工的零件的零件图、三维造型图所示如下：2.1零件图 2.2三维造型图（1）该零件毛坯尺寸为200mm150mm37mm，且除上表面外其他表面均已加工。（2）在零件上有多个加工特征，包括四个通孔、键槽、型腔、圆弧、曲面凸台，尺寸标注完整。主要加工项目有：上平面、对称腔槽（槽宽500.02mm、槽深10mm）、212（ES=+0.018 EI=0）的孔、24 (ES=+0.021 EI=0) 的孔、40 (ES=+0.025mm EI=0) 的孔、R10和R20的圆弧倒角、R20、R40和R100的圆弧曲面以及外轮廓的尺寸。（3）该零件表面粗糙度内轮廓及通孔Ra1.6um和其余Ra3.2um，参数合理便于加工。（4）零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。该复杂零件技术要求有：a. 未注公差0.1mm；b. .圆弧曲面误差不大于0.05mm；c. 去除毛刺。第3章 加工准备与设计在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如机床选择、毛坯选择及加工余量的确定、刀具选择、装夹方式、基准选择（确定坐标零点）等。3.1机床及毛坯材料的选择3.1.1机床的选择机床的选择首先要考虑其能否满足零件加工的外形尺寸和质量要求，其次考虑机床的精度是否能满足加工的设计要求，凸台的最大圆弧半径及零件的尺寸应在数控系统允许范围内，最后从实际生产出发，要在满足加工要求的前提下，尽可能的提高效率。考虑以上几点，普通机床无法满足该零件的加工，可选择两轴半以上的数控铣床。结合我们学校车间的实际情况，本零件选用汉川机床厂XH714G用SIEMENS 802D系统。该系列立式加工中心机床，是集机、电、液等先进技术于一体的小型立式加工机床，具有合理的设计结构，可靠的精度稳定性及保持性。主要用于中小型零件、模具等多品种加工，工件一次装夹后，可自动高效、高精度的连续完成铣、钻、镗、铰等工序。广泛适用于模具、机车、造船、机电、机床、印刷、轻纺等制造行业。该铣床的功能参数如表3-1下。表3-1 XH714G型数控铣床基本参数机床重4400Kg最大载重600kg工作台900mm长400mm宽坐标范围X630mmY400mmZ500mm轴承锥孔NO.40(7:24)最大钻孔直径22最大镗孔直径100主轴最高转速8000rmin主轴功率7.5/11kwX、Y、Z向切削进给速度0-10000 mmmin快速进给速度X24 mminY24 mminZ20 mmin工作电源380V图3-1立式加工中心XH714G3.1.2毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等制成的机械加工对象。它是制定加工工艺规程的基础。毛坯的不同种类及制造方法对零件工艺过程影响很大，零件工艺过程中的工序数量、材料消耗、机械加工劳动量等在很大程度上取决于所选的毛坯，故正确选择毛坯具有重要的技术经济意义。1.毛坯的选择的原则：1)经济合理性原则 4)资源最佳利益原则2)环境保护原则 5)能量消耗最小原则 3)安全宜人原则 6)功能适应性原则2.毛坯的种类1）铸件 适用于做形状复杂的零件毛坯2）锻件 适用于要求强度较高、形状比较简单的零件3）型材 热轧型材的尺寸较大、精度低，多用于一般零件毛坯4）焊接类 对于大件来说，焊接件简单方面，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期5)冷冲压件 适用于形状复杂的板料零件毛坯应根据实际加工情况设置，平板类零件对材料的要求不高，根据经济合理性原则和功能适应性原则以及资源最佳利用原则选择45钢。45钢属于中碳钢，这类钢调质处理后具有良好的综合力学性能，即既具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性，是优质碳素结构钢中应用最广泛的一类，且相对于其他同类达到要求的材料价格较便宜，能量消耗较小，它也是工厂中常用的一种加工材料。毛坯属于型材,零件的加工要求尺寸为200mm150mm35mm，毛坯的尺寸为200mm150mm37mm，且除上表面外其他表面均已加工。3.1.3加工余量加工余量大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。但若加工余量过小，又不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此，必须合理地确定加工余量。其确定的方法有：经验估算法、查表修正法、分析计算法。首先根据工艺人员的经验来确定加工余量。为避免产生废品，所确定的加工余量一般偏大。要准确余量则需要根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当修正。在看到这个零件时,根据实训时的相关经验。该零件的加工余量如下：粗加工时0.5mm ，半精加工内轮廓单边留0.3mm余量，半精加工外轮廓单边留0.3mm余量。3.2夹具及刀具的选择3.2.1夹具的选择机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式数控铣床。零件又属于平板类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。根据我们学校车间的实际设备的使用情况我们选用机用平口虎钳。3.2.2刀具选择1. 刀具应具备的性能在金属加工中根据被加工工件的特点选择合适的刀具，能够充分发挥机床的性能，提高生产效率，降低生产成本。将单价、效率、寿命及缩短的辅助时间等因素综合起来看，选择正确的刀具将会事半功倍，在加工中刀具应具备以下性能：1) 高的硬度和耐磨性：硬度是刀具应具备的基本特性。刀具要从工具上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。2) 足够的强度和韧性： 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中经常出现的冲击和振动条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。3) 高的耐热性（热稳定性）：耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。刀具材料还应该具有抗氧化的能力以及良好的抗粘结合和抗扩散的能力，即刀具材料用具有良好的化学稳定性。4) 良好的热物理性能和耐热冲击性能：刀具在断续切削或使用切削液时，常常受到很大的热冲击因而刀具内会产生裂纹而导致断裂刀具材料导热性能越好，切削热越容易从切削区散开，有利于降低切削温度。耐热冲击性能好的刀具材料，切削加工时可以使用切削液。5) 良好的工艺性能：为了便于刀具的制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等。6) 经济性：经济性是刀具材料的重要指标之一，优质刀具材料虽然单件刀具成本很高，但因其使用寿命长，分摊到每个零件成本则不一定高。因此在选用刀具材料时要综合考虑。2. 常用刀具材料1）高速钢 具有较高的强度和韧性，并且具有一定硬度和耐磨性。在600仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击性较弱。磨性好且比硬质合金韧性2）硬质合金 硬质合金材料中含有大量金属碳化物，这些碳化物熔点高、化学稳定好、热稳定性好。因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高，能在8001000保持较好的加工性能。切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高410倍。 3）陶瓷 有很高的耐热性与耐磨性，常温硬度达9195HRC，1200高温下硬度为80HRC而且高温下抗弯强度、韧性降低极少。有很高的化学稳定性，陶瓷与金属亲和力小，高温抗氧化性好，在耐热合金等难加工材料的加工中广泛的应用。4）立方氮化硼 热压成形后的氮化硼BN制品易于进行机械加工，且加工精度可高达0.01mm可制成形状复杂而精度要求较高的零件。其使用寿命、加工精度、抗裂纹能力、抗磨损能力都要优于硬质合金刀具和陶瓷刀具。5）聚晶金刚石 适用于高效地加工有色金属和非金属材料，能得到高精度、高光亮的加工表面，使其在高精加工领域中得到了普及。上述五大类刀具材料的硬度、耐磨性，金刚石最高，递次降低到高速钢。材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低。在数控机床中，采用最广泛的是硬质合金类。因为这类材料目前从经济性、适应性、多样性、工艺性等各方面，综合效果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。3.刀具分类1)刀具按工件加工表面的形式可分为五类a.加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等； b.孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等； c.螺纹加工刀具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；d.齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮和拉刀等； f.切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。 此外，还有组合刀具。 2)按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类： a.通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等； b.成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等； c.特殊刀具，加工一些特殊工件，如：齿轮，花键等用的刀具。如、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。标准可转位面铣刀的直径为16-630 mm。粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选小直径铣刀可减小切削扭距。精铣时，铣刀直径要选大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。由于数控机床要求铣刀能快速自动装卸，而立铣刀刀柄部结构有很大不同。一般由专业厂家按照一定的规范制造成统一形式、尺寸的刀柄。直径大于40160mm立铣刀可做成套式结构。立铣刀的有关尺寸参数，推荐用下述经验数据选取：刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，R一般取R=(0.80.9)R。零件的加工高度H(1/41/6)R，以保证刀具有足够的刚度。对于深槽，选取l=H+(510)mm(l为刀具切削部分长度)。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平板零件周边及轮廓的加工，常采用立铣刀，因此在铣削外轮廓的时候选用16mm的高速钢立铣刀。铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀，且要注重切削效率，故面铣的时候选用80mm的面铣刀。将刀具参数编入卡片：表3-2数控加工刀具卡产品名称和代号复杂零件的加工零件名称平面零件加工零件图号A4序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量1T0180mm面铣刀1铣平面2T0216mm高速钢立铣刀1粗加工外轮廓3T0325mm高速钢立铣刀1粗加工50mm的凹槽4T048mm键槽铣刀1粗加工两圆弧凹槽5T0511.8mm直柄麻花钻1钻孔6T068mm立铣刀1精加工两圆弧凹槽7T0712mm立铣刀1精加工外轮廓侧面、凹槽侧面、圆柱形8T083mm中心钻1钻孔9T0912mm铰刀1边上两孔铰孔加工10T1040mm精镗刀1精镗40mm孔11T1124mm精镗刀1精镗24mm孔编制夏培元审核批准2012/11/09共1页第1页3.3基准的选择（1）基准重合原则以设计基准为定位基准，避免基准不重合误差，调整法加工零件时，如果基准不重合将出现基准不重合误差。所谓调整法，是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置的加工方法。与之相对应的是试切法加工，即试切一测量一调整一再试切，循环反复直到零件达到尺寸要求为止。试切法适用于单件小批生产下的逐个零件加工。 （2）基准统一原则选用统一的定位基准来加工工件上的各个加工表面。以避免基准的转换带来的误差，利于保证各表面的位置精度,简化工艺规程,夹具设计和制造缩短生产准备周期。典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。轴的精基准为轴两端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常以中心孔及个端面为精加工基准，而箱体类常以一个平面及平面上的两个定位用工艺孔为精基准。（3）自为基准原则当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作为定位基准，以搞高加工面本身的精度和表面质量。（4）互为基准原则能够提高重要表面间的相互位置精度，或使加工余量小而均匀。（5）装夹方便原则所选定位基准应能使工件定位稳定，夹紧可靠，操作方便，夹具结构简单。以上每项原则只能说明一个方面的问题，理想的情况是使基准既“重合”又“统一”，同时又能使定位稳定、可靠，操作方便，夹具结构简单。但实际运用中往往出现相互矛盾的情况，这就要求从技术和经济两方面进行综合分析，抓住主要矛盾，进行合理选择。还应该指出，工件上的定位精基准，一般应是工件上具有较高精度要求的重要工作表面，但有时为了使基准统一或定位可靠，操作方便，人为地制造一种基准面，这些表面在零件的工件中并不起作用，仅仅在加工中起定位作用，如顶尖孔、工艺搭子等。这类基准称为辅助基准。由于该零件为平板类零件，为方便装夹，提高加工质量，该零件设计基准在毛坯料的上表面。结合上述原则，将工件坐标系的原点设定在毛坯上表面，对角线交点位置。为使数控编程方便，将图纸转化为坐标。3.4切削用量 在一定切削条件下，合理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和加工质量的主要手段。数控铣床的切削用量包括切削速度Vc、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度，先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。3.4.1吃刀量如图3-2所示，背吃刀量为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时为切削层深度，圆周铣削时为被加工表面的宽度。侧吃刀量为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时为被加工表面宽度，圆周铣削时为切削层深度。端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。（1）工件表面粗糙度要求为Ra3.212.5m，分粗铣和半精铣两步铣削加工，粗铣后留半精铣余量0.51.0mm。 图3-2 铣刀铣削用量（2）工件表面粗糙度要求为Ra0.83.2m，可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取1.52mm，精铣时圆周铣侧吃刀量取0.30.5mm，端铣背吃刀量取0.51mm。该工件的表面粗糙度为Ra3.2，孔及型腔粗糙度为Ra1.6，其余为Ra3.2。应采用半精铣、精铣， 半精铣吃刀量2mm，精铣吃刀量1mm。3.4.2进给速度进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。它与铣刀转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量 (单位为mm/z)有关。进給速度的计算公式： =Z n （3-1）式中:每齿进给量的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能、工件表面粗糙度等因素。当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件刚性差或刀具强度低，值取小值,每齿进给量的选用参考表见表3-2。表3-2 铣刀每齿进给量参考表工件材料每齿进给量 (mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.303.4.3切削速度铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量、背吃刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数Z成反比，与铣刀直径d成正比。其原因是、Z增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。表3-3列出了铣削切削速度的参考值。表3-3铣削时的切削速度参考表工件材料硬度（HBS）切削速度Vc (m/min)高速钢铣刀硬质合金刀具钢225184266150225325123654120铸铁325425621367519021366615019026091845901603204.5102130而具体选用公式为=/1000 （3-2）举例16的立铣刀计算过程：16的立铣刀选择的切削速度=25m/min，每齿进给量=0.1mm/z。根据公式（3-1）、（3-2）可得：主轴转速：n=1000/=1000x25/3.14x16=497.6r/min 取500r/min 进给速度：=Z n =0.1x3x497.6=149.28mm/min 取150mm/min选用的参数如表3-4。3-4零件各工序刀具的切削参数加工步骤刀具与切削参数序 号加工内容刀具表格主轴转速n/r*min-1进给速度V(f)/mm*min-1刀具补偿类型材料长度半径1 粗加工上表面80mm面铣刀硬质合金450300T1D12精加工上表面8001603粗加工外轮廓面16mm立铣刀高速钢500150T2D18.2mm4铣削边角料5加工50mm凹槽25mm立铣刀30090T3D112.7mm6粗加工两圆弧凹槽8mm键槽铣刀80080T4D14.2mm7钻中间位置两孔11.8mm直柄麻花钻55080T5D18粗加工铣削中间两孔16mm立铣刀40080T2D19精加工两圆弧凹槽8mm立铣刀100090T6D13.99mm10精加工外轮廓侧面12mm立铣刀800100T7D15.985mm11精加工凹槽侧面12加工三维面(圆柱形)16013点孔加工 （边上两孔）3mm中心钻1200120T8D114钻孔加工（边上两孔）11.8mm直柄麻花钻55080T5D115铰孔加工（边上两孔）12mm机用铰刀30050T9D116精镗40mm孔40mm精镗刀硬质合金100040T10D117精镗24mm孔24mm精镗刀140065T11D13.5确定工艺路线（1）工序的划分在数控机床上加工零件与普通机加工相比，工序可以比较集中。根据数控加工的特点，数控加工工序的划分有几种方法。加工该零件按粗、精加工划分工序，根据工件的加工精度要求、刚度和变形等因素，将零件的粗、精加工分开，先粗加工，后精加工。（2）工步的划分划分工步主要是从加工精度和效率方面考虑。合理的工艺不仅要保证加工出符合图样要求的工件，同时应使机床的功能得到充分发挥。因此，在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对工件的不同表面进行加工。对于比较复杂的工序，为了便于分析和描述，常在工序内又细分工步。就本工件的加工而言，划分时应注意一下几点原则：同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，还是全部加工表面都先粗加工后精加工分开进行，主要要依据零件的精度要求考虑。对于既要加工平面又要加工孔的地方，可以采用“先面后孔“原则划分工步。先加工面可提高孔的加工精度，因为铣平面时切削力较大，工件易发生变形，而先铣平面后镗孔，则可使其变形有一段时间恢复，减少由于变形引起的对孔的精度的影响。反之，如先镗孔后铣面，则铣削平面时极易在孔口产生飞边、毛刺，进而破坏孔的精度。按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用刀具集中的方法划分工步，以减少换刀次数，缩短辅助时间，提高加工效率。在一次装夹中，尽可能完成所有能加工的表面，有利于保证表面相互位置精度的要求。（3）加工顺序的安排加工顺序的安排应根据零件的结构和毛皮状况，结合定位和夹紧的需要一起考虑，重点应保证工件的刚性不被破坏，尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循一些原则：基准先行：上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。先面后孔，先简单后复杂。先粗后精，粗、精分开。减少安装次数。以相同定位、夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数、换刀和夹紧次数。该零件的加工路线按照上面的原则，首先我们要保证40孔位置精度。零件的加工步骤如下：(1)铣平面：粗精铣上表面，保证尺寸35mm。（80面铣刀）(2)粗加工外轮廓：（16立铣刀）(3)铣削边角料（16立铣刀）(4)粗加工50mm凹槽（25立铣刀）(5)粗加工量圆弧凹槽（8键槽铣刀）(6)钻中间位置两孔（11.8直柄麻花钻）(7)粗加工铣削中间两孔（16立铣刀）(8)精加工两圆弧凹槽（8立铣刀）(9)精加工外轮廓（12立铣刀）(10)精加工50mm凹槽侧面（12立铣刀）(11)加工圆柱形三维面（12立铣刀）(12)中心孔加工（3中心钻）(13)钻孔加工（11.8直柄麻花钻）(14)铰孔加工（12机用铰刀）（15）精镗40mm孔（40mm精镗刀）（16）精镗24mm孔（24mm精镗刀）3.6数控加工工序卡 表3-5 数控加工工序卡片1工厂名称产品名称或代号零件名称零件图号Mill-01工序号夹具名称夹具编号使用设备车间001机用平口虎钳1XH714GB06-105工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/min）切削深度/mm备注1粗加工上表面T0180mm面铣刀4503001.7自动2精加工上边面T0180mm面铣刀8001600.3自动编制夏培元审核批准2012/11/09共4页第1页表3-6 数控加工工序卡片2工厂名称产品名称或代号零件名称零件图号Mill-01工序号夹具名称夹具编号使用设备车间002机用平口虎钳1XH714GB06-105工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/min）切削深度/mm备注1粗加工外轮廓T0216m高速钢立铣刀50015020自动2铣削边角料T0216m高速钢立铣刀3009020自动3粗加工50mm凹槽T0325mm立铣刀3009010自动4粗加工两圆弧凹槽T048mm键槽铣刀800808自动编制夏培元审核批准2012/11/09共4页第2页表3-7 数控加工工序卡片3工厂名称产品名称或代号零件名称零件图号Mill-01工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间003机用平口虎钳1XH714GB06-105工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/min）切削深度/mm备注1精加工两圆弧凹槽T068mm立铣刀1000908自动2精加工外轮廓侧面T0712mm立铣刀80010020自动3精加工凹槽侧面T0712mm立铣刀80010010自动4精加工R12.5的圆柱形T0712mm立铣刀 80016015自动编制夏培元审核批准2012/11/09共4页第3页表3-8 数控加工工序卡片4工厂名称产品名称或代号零件名称零件图号Mill-01工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间004机用平口虎钳1XH714GB06-105工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/min）切削深度/mm备注1钻中心孔T083mm中心钻12001205手动2钻11.8mm的孔T0511.8mm麻花钻5508035自动4铰12孔（边上两孔）T0912mm机用铰刀3005035自动5粗加工铣削中间两孔T0216mm高速钢立铣刀 4008035自动6镗40mm的孔 T1040mm精镗刀10004035自动7镗24mm的孔T1124mm精镗刀14006535自动编制夏培元审核批准2012/11/09共4页第4页第4章 编程设计槽序序IAGONGCHENGXU表4-1 加工程序序号X0001.MPF备注N1G54 G90 G17 G71 G94 G40;80mm面铣刀粗加工N2M3 S450; N3G0 Z150 T1D1;调用1号刀具的1号长度补偿N4X145 Y-38;N5Z0.3;N6G1 X-145 F300;N7G0 Y38;N8G1 X145 ;N9G0 Z150;N10M5;主轴停止N11M0;程序暂停N12M3 S800;80mm面铣刀精加工N13G0 X145 Y-38 M7;切削液开N14Z0;N15G1 X-145 F160;N18G0 Z150 M9;N19M5;N20M0;程序暂停(手动换刀，更换16mm立铣刀)N21M3 S500;N22G0 Z150 T2 D1;N23X120 Y-90 M7;N24Z-10;N25G41 G1 X102 Y-77.04 D1 F120;X.Y向进给，引入刀具1号半径补偿值，进给速度为120mm/minN26L1;调用子程序L1N27G0 Z-20;N28G41 G1 X102 Y-77.04 D1 F120;N29L1;N30G0 Z-10;N31X100 Y0;N32G41 X88.41 Y-10 D1;N33G1 X63.59 Y-53 F120;N34G2 X61.29 Y-56.21 CR=20;R20圆弧铣削N35G40 G1 X86 Y-55;X.Y向退刀，并取消刀具半径补偿值N36Y-45;N37X94;N38Y-66;N39G0 Z10;N40X-100 Y0;N41Z-10;N42G41 X-88.41 Y10 D1;N43G1 X-63.59 Y53 F120;N44G2 X-61.29 Y56.21 CR=20;R20圆弧铣削N45G40 G1 X-86 Y55;X.Y向退刀，并取消刀具半径补偿值 N46Y45;N47X-94;N48Y66;N49G0 X-88 Y73;N50Z-20;N51G1 X-68;N52G0 Z10;N53X62 Y70;N54Z-20;N55G1 X95;N56Y-25;N57G0 Z10;N58X88 Y-73;N59Z-20;N60G1 X-85;N61Y-68;N62X-100;N63Y22;N64G0 Z150 M9;切削液关N65M5 ;N66M0;程序暂停(手动换刀，更换25mm立铣刀)N67M3 S300;N68G0 Z150 T3 D1;N69X0 Y-90 M7;N70Z-10;N71G41 G1 X25 Y-65 D1 F60;N72L2;N73G0 Z150 M9;N74M5;N75M0;程序暂停(手动换刀，更换8mm键槽铣刀)N76M3 S800;N77G0 Z150 T4 D1;N78X-54 Y20 M7;N79Z1;N80G1 Z-8 F30;N81G41 G1 X-42.44 Y24.5 D1 F80;N82L3;N83G0 Z10;N84X56 Y-22;N85Z1;N86G1 Z-8 F30;N87G41 G1 X62.79 Y-16.82 D1 F80;N88L4;N89G0 Z150 M9;N90M5;N91M0;N92M3 S550 F80;N93G0 Z150 T2 D1N94MCALL CYCLE83 (10,-10,-8,-40,32,-5,5,0,0,1,1,1)模态调用钻孔固定程序N95X0 Y30;N96X0 Y-25;N97MCALLN98G0 Z150 M9;N99M5;N100M0;N101M3 S400;N102G0 Z150 T3 D1;N103X0 Y-25 M7; N104Z-8;N105G1 Z-19 F60;N106X3.7 F80;N107G3 I-3.7;整圆铣削加工N108G1 X0;N109Z-28 F60;N110X3.7 F80;N111G3 I-3.7;N112G1 X0;N113Z-35.5 F60;N114X3.7 F80;N115G3 I-3.7;N116G1 X0;N117G0 Z-8;N118Y30;N119G1 Z-19 F60;N120X11.7 F80;N121G3 I-11.7;N122G1 X0;N123Z-28 F60;N124X11.7 F80;N125G3 I-11.7;N126G1 X0;N127Z-35.5 F60; N128X11.7 F80;N129G3 I-11.7;N130G1 X0;N131G0 Z150 M9;N132M5;N133M0;程序暂停(手动换刀，更换8mm立铣刀)N134M3 S1000;主轴正转，转速1000r/minN135G0 Z150 T6 D1;N136X-54 Y20 M7;N137Z1;N138G1 Z-8 F30;N139G41 G1 X42.44 Y24.5 D1 F90;N140L3N141G0 Z10;N142X5