数控铣削加工毕业论文.doc

大连广播电视大学本科毕业论文(设计)论文题目：数控铣削加工设计学 院： 大连电视大学 专业班级：机械制造及其自动化 11秋 学生姓名： 李晓廷 指导教师（职称）： 蔡军（高级工程师） 2013年 月 日 数控铣削加工设计总计： 毕业设计（论文）: 24页 表 格 ： 8幅 插 图 ： 19幅 指导教师： 评 阅 人：完成日期：第1章 企业介绍1、河北鑫博大磨具科技有限公司(1) 企业全称：河北鑫博大模具科技有限公司(2) 企业地址：石家庄桥西区三简路9号(3)产品介绍：各种规格挤压机主轴、靴座、挤压轮、腔体、模坯、易损件等,主要与大连康丰,常州齐丰,常州艾邦,常州日月,上海德瑞等厂家配套。目前公司自主研发的连续挤压铜材高温合金堵头，为连续挤压铜材行业带来了革命性的改变，在我国高速铁路电车滑线生产行业得到大力推广。另外，我公司针对连续挤压微型多孔管开发了专用模腔、模具及工装冷却系统，可以大大降低挤压温度，从而延长模具寿命，保证产品的尺寸、表面光洁度以及产品性能。(4)人力资源、物理资源介绍：河北鑫博大模具科技有限公司是一家集研发，设计，制造加工，销售为一体的大型综合性企业。地处河北省省会石家庄市，背靠京津渤海，地理位置优越，交通物流发达。下属三个分公司，占地面积7万平方米。在鑫博大模具车间工种主要有作业员、物流员、技术人员与管理人员。作业员是对工件进行加工的操作人员；物流员主要负责对工件的数量、库房领取加工工件与加工完成后入库进行管理；技术人员对加工工件的指标要求是否达标，加工中出现的问题进行解决。职工人数：200余人。I冶金分公司是集特种钢冶炼，锻造、真空热处理为主的大型公司；年生产特种钢3000吨，拥有真空熔炼炉，电渣熔炼炉，等配套设备30余台套。 II机加公司是国内拥有最早且最完整的连续挤压产业的民营企业，建厂20多年来已发展成为国内最大的连续挤压备件王国，可加工国内外各种机型的备件，拥有大型的数控加工中心和数控机床80余台，其它加工设备如数控镗床、龙门铣、车床等上百台，普通磨床十余台，普通铣床二十余台，数控线切割机床四十余台，数控电火花机床四台，能够完成连续挤压行业所需的各种加工需求。 第二章 学习培训安全教育安全教育内容一般包括： 思想政治教育，旨在提高安全意识，自我保护意识，端正态度，牢固树立安全第一的思想。 安全技术知识教育，包括安全技术、劳动卫生技术和专业安全技术操作规程，使员工懂得预防事故和职业危害的科学技术知识，不仅在思想上树立我要做而且在技术上变成“我能做、我会做”。河北鑫博大科技模具科技有限公司规定，凡从事各种机械的操作人员，必须经过安全技术培训，考试合格后，方可上岗作业。 安全技术知识教育内容如下：1、 操作前 (1) 工作前按规定严格使用防护用品，扎好袖口，不准围围巾、戴手套，女工发辩应挽在帽子内。操作人员必须站在脚踏板上。 (2) 应对各部位螺栓、行程限位，信号，安全防护（保险）装置及机械传动部分、电器部分，各润滑点进行严格检查，确定可靠后，方可启动。 2、 操作中 （1）工、夹、刀具及工件必须装夹牢固。各类机床，开车后应先进行低速空转，一切正常后，方可正式作业。 (2) 机床道轨面上、工作台上禁止放工具和其他东西。不准用手清除铁屑，应使用专门工具清扫。 (3) 机床开动前要观察周围动态，机床开动后，要站在安全位置上，以避开机床运动部位和铁屑飞溅。 (4) 各类机床运转中，不准调节变速机构或行程，不得用手触摸传动部分、运动中的工件、刀具等在加工中的工作表面，不准在运转中测量任何尺寸，禁止隔着机床传动部分传递或拿取工具等物品。 (5) 发现有异常响动时，应立即停车检修，不得强行或带病运转，机床不准超负荷使用。 (6) 各机件在加工过程中，严格执行工艺纪律，看清图纸，看清各部分控制点、粗糙度和有关部位的技术要求，并确定好制作件加工工序。 (7) 调整机床速度、行程、装夹工件和刀具，以及擦拭机床时都要停车进行。不准在机床运转时离开工作岗位，因故要离开时必须停车，并切断电源。 3、 操作后 (1) 将待加工的原料及加工完的成品、半成品及废料，必须堆放在指定地点，各种工具及刀具必须保持完整、良好。 (2) 作业后，必须切断电源，卸下刀具，将各部手柄放在空档位置，锁好电闸箱。 (3) 清扫设备卫生，打扫好铁屑，导轨注好润滑油，以防锈蚀。 岗位要求 机械操作人员必须经过培训，经考试合格，取得操作证，方可操作。学员必须在师傅带领下才能操作，非本机操作人员，严禁乱动。 操作人员必须听从施工人员或机务人员的指挥，正确操作，保证作业质量，及时完成任务，但对于违反安全操作规程和引起危险事故的不正确指挥，有权拒绝执行。 操作人员必须具备懂机械原理，懂构造，懂性能，懂用途，会操作，会维修，会排除故障的“四懂三会”水平。 严格执行各施工机械的操作规程，保证安全生产，认真做好机械设备的清洁、润滑、紧固、调整和防腐。保证机械设备的附属装置、随机工具经常整洁、完好、齐全。要求员工要有一定的机械专业基础知识，能识简单的机械零件图，能够编写简单的机械加工工艺规程。制订工艺规程的步骤如下： 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 企业文化1、企业管理 “5s”管理是现在工厂行之有效的现场管理理念和方法其作用是：提高效率，保证质量，是工作环境整洁有序，预防为主，保证安全。 1. 整理（SEIRI）：对生产现场的现实摆放和停滞的各种物品进行分类，区分什么是现场需要的，什么是现场不需要的；对于现场不需要的物品，诸如用剩的材料、多余的半成品、切下的料头、切屑、垃圾、废品、多余的工具、报废的设备、工人的个人生活用品等，要坚决清理出生产现场这项工作的重点在于坚决把现场不需要的东西清理掉。 整理的目的是：改善和增加作业面积；现场无杂物，行道通放、混料等差错事故；有利于减少库存量，节约资金；改变作风，提高工作情绪。 2. 整顿 （SEITON）：把需要的人、事、物加以定量、定位。通过前一步整理后，对生产现场需要留下的物品进行科学合理的布置和摆放，以便用最快的速度取得所需之物，在最有效的规章、制度和最简捷的流程下完成作业。 3. 清扫（SEISO)：把工作场所打扫干净，设备异常时马上修理，使之恢复正常。生产现场在生产过程中会产生灰尘、油污、铁屑、垃圾等，从而使现场变脏。脏的现场会使设备精度降低，故障多发，影响产品质量，使安全事故防不胜防；脏的现场更会影响人们的工作情绪，使人不愿久留。因此，必须通过清扫活动来清除那些脏物，创建一个明快、舒畅的工作环境。 4. 清洁 （SEIKETSU）：整理、整顿、清扫之后要认真维护，使现场保持完美和最佳状态。清洁，是对前三项活动的坚持与深入，从而消除发生安全事故的根源。创造一个良好的工作环境，使职工能愉快地工作。 5.素养(SHITSUKE) ：素养即努力提高人员的修身，养成严格遵守规章制度的习惯和作风，这是“5S”活动的核心。没有人员素质的提高，各项活动就不能顺利开展，开展了也坚持不了。所以，抓“5S”活动，要始终着眼于提高人的素。2、 企业的经营理念 公司自成立以来，不断追求高标准，高质量的产品意识，以先进的制造设备和生产工艺深得广大客户的信赖和支持。一直是国内挤压机行业配套和服务的首选。 博大人始终以成功源自专业，诚信创造未来的经营理念，不断创新，开拓进取的精神，全力打造连续挤压行业的优秀品牌，我们将以更高品质，更完善服务与广大国内外朋友携手发展，共创辉煌。3.企业精神我们的经营理念：爱心，细心，决心我们的从业精神：融合，责任，进步我们的成长定位：长期，稳定，发展，科技，国际 岗位知识1、数控铣床的工作过程数控铣床加工零件时首先要准备好加工程序，由程序控制完成加工过程。数控机床加工基本过程如下所示：零件图 工艺处理 编制工件加工程序 数控装置 数控机床 成品 1. 分析零件图样 数控加工前，应认分析零件图样，明确零件的几何形状、尺寸和技术要求，明确本工序加工范围和对加工质量的要求。2. 数控加工中的工艺分析和工艺处理 对零件进行数控加工的工艺分析和工艺处理，制定如何加工零件的加工计划。3. 编写零件加工程序 根据走刀路线、工艺参数及刀具等数据，按所用数控系统的指令代码和程序段格式，编写零件的加工程序。4. 输入加工程序 操作者依据程序单向数控装置输入加工程序，也可以利用通信的方式，利用数控系统的标准RS-232C接口 ，把计算机中的数控程序输到数控系统中，实现数控加工。5. 数控机床加工操作，加工合格零件2、编程软件介绍 在在鑫博大模具厂数控铣削建模和编程软件主要用：mastercamX5，UG nx7.5 （1）Mastercam X2是与Windows 技术紧密结合，用户界面更为友好，设计更加高效的版本。借助于Mastercam软件，用户可以方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、CNC编程到自动生成NC代码的整个工作流程，因此被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。Mastercam基于PC平台，易学易用，具有较高性价比，是广大中小企业的理想选择，也是CNC编程初学者在入门时的首选软件。 Mastercam包括CAD和CAM两个部分，Master cam的CAD部分可以构建2D平面图形、构建曲线、3D曲面和3D实体。CAM包括5大模块：Mill、Lathe、Art、Wire和Router。编程方便快捷比UG简单易懂。 （2）UG NX7.5绘图软件 设计开发效率 NX 7.5以其独特的三维精确描述（HD3D）技术及强大的全新设计工具实现了CAD效率的革新，它们能够提升您的效率，加速设计过程，降低成本并改进决策。 仿真分析效率 NX 7.5通过在建模、模拟、自动化与测试关联性方面整合一流的几何工具和强大的分析技术，实现了模拟与设计的同步。 加工制造效率 NX 7.5以全新工具生产效率，包括推提升出两套新的加工解决方案，为零件制造赋予了全新的意义。 包装设计 NX 提供了理想的工具集应对消费品，食品及饮料等行业的包装设计。 机械设计 NX 机械设计工具提供超强的能力和全面的功能，更加灵活，更具效率，更具协同开发能力。 机械仿真 NX 提供了业内最广泛的多学科领域仿真解决方案，通过全面高效的前后处理和解算器，充分发挥在模型准备、解析及后处理方面的强大功能。 工装模具和夹具设计 NX 工装模具使设计效率延伸到制造，与产品模型建立动态关系。 机械加工NX CAM 为机床编程提供了完整的解决方案，能够让最先进的机床实现最高产量。3、零件加工锻模的下如下模零件图1、零件的安装数控铣床上零件的安装方法与普通铣床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要注意以下两点：（1）力求设计、工艺与偏程计算的基准统一，这样有利于提高编程时数值计算的简便性和精确性。（2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工面。根据零件的尺寸、精度要求和生产条件选择最常用的车床，铣床通用三爪卡盘。2、确定加工方案经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，作出以下加工方案。方案：铣夹持面粗铣曲面粗加工等高外形精铣曲面粗加工等高外形铣外轮廓曲面粗铣凸台曲面精铣凸台曲面精加工环绕等距标准挖槽曲面精加工等高外形3、刀具的选择 切削用刀具材料应具备的性能所示： 表3-1 切削所用刀具材料应具备的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能高硬度（常温及高温状态）耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性高韧性（抗弯强度）耐崩刃性、耐破损性低亲和性耐溶着、凝着（粘刀）性高耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的高生产率热传导能力良好耐热冲击性、耐热裂纹性锋刃性良好刃口锋利、微小切削性能 在零件加工过程中，冷却液是必不可少的，铣刀在加工的时候会产生很多热量 是铣刀温度增高 很容易破坏刀具 ，故使用之冷却液，但它还可以，冲洗铁屑 、润滑、 防锈等。现有冷却液分为：水溶液、乳化液和切削油三大类。通过查阅资料选择常用的冷却液，根据表3-2进行选择。常用冷却液冷却液名称主要成份主要作用水溶液水、防锈添加剂冷却乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗切削油矿物油、动植物油、极压添加剂润滑 从工件材料考虑，考虑到冷却液作用和价格，选择乳化液可以满足要求。从刀具材料考虑，所选高速钢刀具一般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很好，它的主要作用：冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。4、 量具的选择由于加工零件精度不高，我们可以选游标卡尺，规格为精度为0.01mm，量程分常用的有150mm；还有千分尺，内径千分尺 。 5、 切削用量的选择切削用量应根据加工性质、加工要求、工件材料及刀具的尺寸和材料等相结合确定。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。切削用量的选择原则是：1、保证零件加工质量和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能。2、保证合理的刀具切削性能和耐用度。并充分发挥机床的性能，最大限度地提高生产率降低成本。6、 背吃刀量的确定在机床工件和刀具的刚度允许条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工的余量。这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量一般留0.20.3mm，背吃刀量为：粗加工2.5mm,精加工0.8mm。7、 确定主轴转速主轴根据允许的切削速度Vc(m/min)选择N=1000Vc/D 8、 确定进给量或进给速度进给速度F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，是根据工件的加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件材料进行选择，最大进给速度受到机床刚度和进给系统性能制约，不同的机床和系统，最大进给速度不同，当加工精度和表面粗糙度质量要求高时，进给速度应选小一些，通常在（2050）m/min范围内选取。在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。切削进给速度与铣刀的转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量fz的关系为： F=fzZn 我们一般在加工过程中一般选择主轴转速S=1000r/min 进给速度为F=1000r/min9、 数控加工刀具卡产品名或代号零件名称零件图号程序序号工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具直径/mm刀具长度/mm补偿值/mm备注1T01圆鼻刀17mmBT40175002T02平底刀8mmBT4082003T02平底刀8mmBT4082004T01圆鼻刀17mmBT40175005T03圆球刀R8.00BT4082006T04圆鼻刀26mmBT402650010、Mastercam软件进行零件自动编程（1）打开Mastercam软件 在电脑桌面上的“CADCAM”文件夹中找到图标，双击打开Mastercam软件。（2）调入三维造型 选择“档案”“取档” ，弹出“打开对话框”，在对话框中选择D盘目录下文件“T.MC9”，然后打开，出现图1-2的对话框，点击“确定”。如图1-3所示造型被导入。 图1-2 操作对话框图1-3 工件安装采用机用三爪卡盘装夹零件。设置加工坐标原点X：模型的中心，Y：模型的中心，Z：工件顶面。设置走刀路径（3） 后处理加工程序 选择菜单“刀具路径”“操作管理”，即出现图1-9的对话框，依次选择相应的刀具路径，点击“执行后处理”，生成对应的加工程序。生成程序O002%N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N102 G91G28 Z0.N104 S1500 M3 N106 G0 G90 G54 X-51.067 Y-36.303N108 Z50. N110 Z4.18N112 G1 Z-.82 F400. N114 X-50.872 Y-36.49 F1000.N116 X-50.669 Y-36.664 N118 X-50.457 Y-36.826 N120 X-50.239 Y-36.974 N122 X-50.015 Y-37.109N124 X-49.787 Y-37.229 N126 X-49.555 Y-37.337N128 X-49.333 Y-37.425 N130 X-49.116 Y-37.499N132 X-48.886 Y-37.565 N134 X-48.654 Y-37.618N136 X-48.422 Y-37.659 N138 X-48.19 Y-37.689N140 X-47.956 Y-37.708 N142 X-47.72 Y-37.716N144 X-47.373 Y-37.705 N146 X-47.144 Y-37.683N148 X-46.735 Y-37.617 N150 X-46.386 Y-37.529N152 X-46.133 Y-37.45 N154 X-45.743 Y-37.292N156 X-44.683 Y-36.797 N158 X-43.57 Y-36.337N160 X-42.43 Y-35.928 N162 X-41.717 Y-35.704N164 X-41.266 Y-35.573 N166 X-40.538 Y-35.379N168 X-39.341 Y-35.111 N170 X-38.128 Y-34.901N172 X-36.903 Y-34.75 N174 X-36.14 Y-34.688N176 X-35.67 Y-34.659 N178 X-34.903 Y-34.631N180 X-33.664 Y-34.636 X-32.427 Y-34.701N182 N184 X-31.196 Y-34.826 N186 X-30.437 Y-34.937N188 X-29.973 Y-35.012 N190 X-29.223 Y-35.156N192 X-28.764 Y-35.257 N194 X-28.024 Y-35.433N196 X-26.843 Y-35.768 N198 X-25.685 Y-36.158N200 X-24.551 Y-36.602 N202 X-23.872 Y-36.898N204 X-23.446 Y-37.097 N206 X-22.786 Y-37.42N208 X-20.677 Y-38.575 N210 X-19.587 Y-39.14N212 X-18.492 Y-39.669 N214 X-17.345 Y-40.183N216 X-16.226 Y-40.648 N218 X-15.016 Y-41.111N220 X-13.887 Y-41.506 N222 X-12.608 Y-41.912N224 X-11.483 Y-42.234 N226 X-10.133 Y-42.578N228 X-9.026 Y-42.827 N418 X51.88 Y-30.817N420 X51.702 Y-30.503 N422 X51.464 Y-30.158N424 X51.297 Y-29.949 N426 X51.055 Y-29.684N428 X50.218 Y-28.867 N430 X49.393 Y-27.989N432 X48.607 Y-27.067 N434 X48.146 Y-26.479N436 X47.862 Y-26.104 N438 X47.424 Y-25.492N440 X47.162 Y-25.102 N442 X46.749 Y-24.468N444 X46.123 Y-23.408 N446 X45.548 Y-22.316N448 X45.221 Y-21.623 N450 X45.026 Y-21.195N456 X44.295 Y-19.327 N458 X43.918 Y-18.147N460 X43.599 Y-16.951 N584 X52.386 Y32.469N586 X52.406 Y32.714 N588 X52.415 Y32.962N590 X52.41 Y33.213 . .N9316 X-25.943 Y-12.714 N9318 X-25.475 Y-13.624N9320 X-24.883 Y-14.672 N9322 X-24.562 Y-15.21N9324 X-24.178 Y-15.815 N9326 X-23.688 Y-16.535N9328 G0 Z-39. N9330 Z50.N9332 G91 G28 Z0. N9334 M05N9336 M303、加工范例二上模图下模图装配图1、零件安装 夹具是一种装夹工件的工艺设备，广泛的应用于机械制造过程的切削加工、热处理、配件、焊接和检测等工艺过程中。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺设备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生率和产品的制造成本等。经综合分析：该零件应选用平口虎钳装夹。2、刀具的选择 在数控铣削平面，挖槽一般选用合金刀具，选用立铣刀和圆鼻刀进行加工。效率高，能满足加工要求。3、工艺方案的确定根据零件图样，制定以下工艺方案：（1）底座：铣夹持面粗铣上平面精铣上平面铣外轮廓粗铣凸台精铣凸台内腔粗加工内腔精加工铣47的缺口掉头装夹铣掉夹持面和四只小脚并保证尺寸精度去毛刺；（2）上盖：铣夹持面铣上平面铣外轮廓内腔粗加工内腔精加工调头装夹铣掉夹持面去毛刺3、 切削速度S、定主轴转确速 我们一般在加工过程中一般选择主轴转速S=1000r/min 进给速度为F=1000r/min.5、背吃刀量的确定在机床工件和刀具的刚度允许条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工的余量。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量一般留0.20.3mm。 切削用量的选取工件材料铝钢刀具直径（mm）刀槽数转速（r/min）进给速度（mm/min）转速（r/min）进给速度(mm/min)切削速度（m/min）每齿进给量（mm/齿）切削速度（m/min）每齿进给量（mm/齿）1223450372695842850.07260.061622800343610802680.07240.062022560326550752530.07230.05100282015240075550.07150.05722360284720862500.07170.04 参考表格选背吃刀量为：粗加工2mm,精加工0.2mm。 6、 刀具卡片产品名或代号零件名称模具零件图号程序序号工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具直径/mm刀具长度/mm补偿值/mm备注1T01面铣刀100mmBT4010050-252T02立铣刀20mmBT40207503T03立铣刀12mmBT40127504T04立铣刀7mmBT4077505T05球头铣16mmBT40167507、部分手工编制的程序单底座内型腔加工程序；O0001； （底座内型腔平面子程序）N10 G41G01X5Y5F120；N20 X-5；N30 Y-5；N40 X5；N50 Y5；N60 G40G00X0Y0；N70 M99；O0002；（底座内型腔高度方向子程序）N10