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香水瓶 模型 数控 加工 工艺 规程 制订 制定 说明书 仿单 cad

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- 1 - “香水瓶”模型数控加工工艺规程制订 件图的正确性及完整性分析 在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标准是否齐全、合理等。 本次设计的工件为 “香水瓶”模型 数控加工工艺规程制订 ，零件的图纸包括：两 张零件图 、一张装配图 。零件图中的图形都是采用主视图的画法，这样就已经能够表达清楚零件的各部分尺 寸。图纸当中有对 “香水瓶”模型的瓶盖、瓶体的数控加工工艺规程制订各部分表面粗糙度的要求大部分为 m。 件结构及结构工艺性分析 该零件 “香水瓶”模型 数控加工工艺规程制订 是由一部分组成。 零件结构工艺性好还是差对其工艺过程的影响非常大，不同结构的零件尽管都能满足使用性能要求，但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的差别。良好的结构工艺性就是指在满足使用性能的前提下，能以较高的生产率和最低的成本而方便地加工出来。零件结构工艺性审查是一项复杂而细致的工作，要凭借丰富的实践经验和理论知识。审查时，发现问题应向设计部门提出修改意见加以改进。 首先我们应当清楚工艺安排应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计 量单位和编号都要符合相应标准。由于该零件有内孔、内螺纹、钻孔、切槽、外螺纹、外 圆 需要加工，且各表面之间有较高的尺寸精度和长度的要求，考虑到数控机床具有在一次安装下加工出多个表面的特点，因此该零件加工适宜采用工序集中的方式，这样就使每道工序加工内容很多，工艺路线变短。选用工序集中的方式加工不仅能够保证加工精度、充分利用了现有设备，而且也减少了工件装夹次数，利于保证表面间的位置精度，缩短了生产加工时间，大大提高了劳动生产率。 件精度及技术要求分析 零件的技术要求包括下列几个方面： （ 1）加工表面的尺寸精 度 （ 2）主要加工表面的形状精度 - 2 - （ 3）主要加工表面之间的相互位置精度 （ 4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求 （ 5）热处理要求 （ 6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等） 要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。 该零件连接轴在加工时要保证它的各项精度指标，如：各项尺寸精度、表面粗糙度等。 （ 1）首先毛坯的外形尺寸为 100 200、 80 100，加工后要求达 到一定的精度要求。 （ 2）零件中的内 、外 螺纹要达到 2， 长 度为 20要求。 （ 3）零件加工时保证不同的长度尺寸和直径尺寸及表面粗糙度要求。 （ 4）零件的外轮廓要光滑 ，保证表面粗糙度为 据零件的结构及形状特点 ,选择机床的类型 由于本人设计的是 配合 零件，单件小批量生产，适合单工位连续加工，由于该件为精度要求较高、表面粗糙度要求较高、表面形状复杂的回转体零件，而数控车床刚性好，制造和对刀精度高， 而毛坯的规格是 100 200、 80 100的毛坯 ,以及能 方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高、表面粗糙度要求较高、表面形状复杂的回转体的零件，在普通机床上不容易加工，所以需要采用数控车床加工。 据零件的外形及尺寸特点 ,选择机床的规格 (1)机床加工尺寸范围应与零件的外轮廓相适应。 (2)机床的工作精度应与工序的精度要求相适应。 (3)机床的生产效率应与零件的生产类型相适应。 (4)机床的选择应考虑车间现有设备条件 ,尽量采用现有设备。 本次加工的零件 是 “香水瓶”模型 为配合件，都 为回转体 ,分为瓶盖和瓶身。瓶盖 长度为 88大直径 为 68件是由圆圆柱、曲面、 槽、外螺纹 等组成 , 瓶身长度为 154大直径为 98件是由圆圆柱、曲面、槽、外螺纹、内孔、内螺纹等组成的， 形状比较复杂。各精度要求较高。而数控机床最大回转直径 - 3 - 320 主轴转速（ 200速进给速度（ mm/ 3000,最大工件距离（ 750,横溜板上最大回转直径 (160 数控车床可用于加工复杂轴、盘类的零件。数控车床机床主轴采用高性能的变频无级调速驱动系统 ,具有过载保护功能。数控车床步进或交流伺服驱动 ,进给传动采用 预载荷滚珠丝杆驱动 ,定位精度高。数控车床采用四工位电动刀架 ,适合复杂形状零件的加工。数控机床满足所需的加工要求 ,学校现有设备本工件选择华中数控车床所以我采用了 据零件的加工精度及表面质量要求，选择机床的精度等级 选择机床的精度等级应根据典型零件关键部位加工精度要求来定，数控机床精度一般可分为为普通型和精密型两种。另外还有一些经济性数控机床配置开环伺服系统的则精度更低一些，每台机床的精度检验项目很多，但反应数控机床关键精度的项目只有几项。 一项是机床的基础部件和运动大件（ 如床身、立柱、工作台、主轴箱等）的直线度、平面度、垂直度等的要求，如工作台面的平面度，各坐标方向移动的直线度和相互垂直度， X、 Y（立式）或 X、 Z（卧式）坐标方向移动时工作台面的平行度， 型槽侧面的平行度等；另一项是对机床主轴的要求，如主轴的轴向窜动，主轴孔的径向跳动，主轴箱移动时主轴轴线的平行度，主轴轴线与工作台面的垂直度或平行度等。 由于零件的加工精度要求较高，结合实际设备的选用，我加工的零件符合普通型数控加工机床，所以我选择 式的确定 择定位基准 1）粗基准的选择原则 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意尽快获得精基面。本综合轴的加工应遵循的原则有： （ 1）合理分配加工余量原则 （ 2）保证零件相互位置要求原则 （ 3）夹紧原则 （ 4）不重复使用原则 本次设计的连接轴粗基准的选择遵循的是合理分配加工余量原则，所选的基准为零件的外圆柱表面。 - 4 - 2）精基准的选择原则 选择精基准时，主要考虑保证加工精度。本 综合轴数控加工工艺规程制订 的加工应遵循的原则有： （ 1）基准重合原则 综合轴数控加工工艺规程制订 为轴类零件 即选用外表面基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。 （ 2） 自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准，本零件对加工表面没有太高的尺寸精度要求，所以不必考虑此原则。 （ 3）互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。 （ 4）所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 无论是精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还相互矛盾的，因此，选择根据实际情况分析，权衡利弊，保证其主要要求。 本次设计的 连接轴数控加工工艺规程制订 精基准的选择遵循的是基准重合原则， 连接轴数控加工工艺规程制订 轴类零件即选用外表面基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。 由于毛坯已经确定采用钢棒，比较适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。钢料的毛坯精度较高 ,硬度较大，外圆柱表面的毛坯余量均匀。所以，可以直接采用钢料的外圆柱表面作为粗加工定位基准。以毛坯的外圆柱表面作为粗定位基准，加工出零件的精加工定为基准。这样可以确保重要表面的精加工余量，采用外圆柱表面作为粗加工定位基准，达到了简单、方便、快捷的目的。缩短了 加工时间，提高了生产效率。 定工件的装夹方式 常用装夹方式 1在三爪自定心卡盘上装夹 三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盘装卡工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，所以适用于装夹外形规则的中小型工件。三爪自定心卡盘可装成正爪或反爪两种形式。反爪用于装夹直径较大的工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工后的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。 对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为保证每次装夹时的装夹精 - 5 - 度，可用 两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便，不需要找正，装夹精度高，但必须先在工件的两端面钻出中心孔。该装夹方式适用与多工序加工或精加工。 用两顶尖装夹工件虽然精度高，但刚性差。因此，车削质量较大工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑，或利用工件的工作台面限位。这种方法比较安全，能承受较大的轴向切削力，安装刚性好，轴向定位准确，所以应用广泛。 对于精度要求较高、变形要求小的细长轴类零件可采用 双主轴驱动式数控车床加工，机床两主轴轴线同轴、转动同步，零件两端同时分别有三爪自定心卡盘装夹并带动旋转，这样可以减少切削加工时切削力矩引起的工件扭转变形。 通过对零件图的分析 ,我设计的零件为了方便加工 ,瓶盖 选用三爪卡盘 和顶尖装夹 ，瓶身 选用三爪卡盘 装夹即可。 对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置的关系点 ,是确定共建坐标系与机床坐标系的关系点。对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。本零件采用手动对刀。 确选择对刀方式 对刀方式分为机内对刀和机外对刀 ,本次因为 加工的使用的刀具比较少 ,所以采用机内对刀。 对刀方法 1试切对刀 采用 令建立工件坐标系对刀 采用 点偏置指令建立工件坐标系对刀 改变参考点位置，通过回参考点直接对刀 多刀加工时的对刀 利用刀具长度补偿功能对刀 2机外对刀仪对刀 3 刀 4自动对刀 其操作步骤为 : - 6 - Z 方向靠近工件，直至刀刃轻微接触到工件表面，即产生切屑； 坐标不变，将刀具沿 +Z 向退离工件，测量工件直径，记下数值并输入到刀偏表 的相应刀号的 Z 坐标处； Z 方向靠近工件轻微接触工件端面，然后沿 向车削工件，即产生切屑； 坐标不变，将刀具沿 +X 方向退离工件，在刀偏表中相应刀号的 ； 磨损处输入 择合理的对刀点及换刀点 正确选择对刀点：对刀点可以设在被加工零件上 ,也可以设在与零件定位基准有固尺寸联系的夹具的某一位置或机床上。其选择原则如下： 对刀点的位置容易确定； 能够方便换刀 ,以便与换刀点重合； 采用 立工件坐标系时 ,对刀点应与工件坐标系原点重合； 批量加工时 ,为应用调整法获得尺寸 ,即一次对刀可加工一批工件 ,对刀点应选在夹具定位元件的起始基准上 ,并将编程原点与定位基准重合 ,以便直接按定位基准对刀或将对刀点选在夹具中专设的对刀元件上 ,以方便对刀。 由于选择了 建立工件坐标系对刀 ,所以刀位点就与工件坐标系原点重合。所以对刀点就选在工件上。这样对刀点的位置就容易确定 ,换刀就很容易 ,可以直接从对刀点进给到换刀点。缩短了刀具的空行程 ,缩短了加工时间。 正确选择换刀点：数控程序中指定用于换刀的位置点。在数控车 床上加工工件时 ,需要经常换刀 ,在程序编制时 ,就要设置换刀点。换刀点的位置应避免与工件 ,夹具和机床干涉。普通数控车床的换刀点由编程人员指定 ,通常将其与对刀点重合。由于是用 立的工件坐标系 ,对刀点在工件上 ,换刀点就无法与对刀点重合。为了使换刀点不与工件 ,夹具和机床干涉 ,缩短空行程的原则我把换刀点设立在 位置上。 理划分数控加工工序 - 7 - 对于多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件 ,工序的划分自然以机床为单位来进行。而对于需要很少的数控机床就能加工完零 件全部内容的情况 ,数控加工工序的划分一般按照下列方法进行： 以一次安装所进行的加工作为一道工序。 以一个完整数控程序连续加工的内容作为一道工序。 以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序。 以粗、精加工划分工序。所以综合考虑具体情况和经济性 ,机床设备、现有的工装设备等因素 ,为了更好的完成加工 , 我模拟了 2个加工工序方案。 方案一 :以装夹划分需要两道工序。工序一，第一次装夹进行粗精加工使工件 达到精度要求 。工序二，掉头装夹进行粗精加工 使工件达到精度要求 。 方案二 :以粗精加工划分需要两道工序。工序 一，第一次装夹然后进行粗加工，掉头再进行粗加工。工序二，装夹工件进行精加工，再掉头，再进行精加工。 经过比较方案二要比方案一多装夹 2次，在同样保证加工精度的情况下明显方案一更为方便快捷提高了工作效率所以我选择方案一做为我设计的零件的数控加工工序，以一次安装所进行的加工作为一道工序 ,以安装的加工作为工序 ,我的零件 是配合件，分为瓶盖、瓶身。瓶盖 需要两次装夹 ,分别进行 左端粗精 加工、 右端粗精 加工。 瓶身只需要一次装夹即可。 这样 三 道工序就能完成零间的加工 ,定位基准可以得到很好的保证 ,不会出现 过大的 定位误差。每次装夹都要 对刀 ,这样就只对刀 三 次 ,保证了刀位误差。 定各工序的工步顺序、进给路线，绘制走刀路线图 。 制定零件数控车削加工工步顺序一般遵循下列原则：先粗后精；近后远；内外交叉；保证工件加工刚度原则；同一把刀能加工的内容连续加工原则。 粗加工：首先加工粗加工按照外形把多余的地方去掉粗车出基本的外形以便精加工的进行。 精加工：使零件达到所要求的加工精度。 工序顺序的安排 、瓶盖的 工序顺序 先车 瓶盖的左端 ： 工步 1、 车左端面 工步 2、 精车左端外轮廓，保证直径尺寸 44 度尺寸 25弧尺寸 面粗糙度达到 步 3、 粗车左端外轮廓，保留 精车余量，表面粗糙度为 - 8 - 再车 瓶盖的 右端： 工步 1、 车右端面，保全长尺寸为 88 步 2、 粗车右端外轮廓，保留 面粗糙度为 步 3、 精车右端外轮廓，保证直径尺寸为 度尺寸为 20面粗糙度达到 步 4、 粗、精车槽至 29度为 9面粗糙度为 步 5、 粗车削 圆弧 , 保留 精加工余量，步 6、 精车削 保证长度尺寸为 24面粗糙度 步 7、 车螺纹至 证长度尺寸为 20、瓶身的工序顺序 先车瓶身的 内 轮廓： 工步 1、 车右端面 工步 2、 钻 20 的孔，底孔为 20步 3、 粗车内轮廓，保留 表面粗糙度为 步 4、 精车内轮廓，保证直径尺寸为 31 30度尺寸为 122面粗糙度为 步 5、 车削内螺纹至 度尺寸为 23到图纸要求 再车瓶身的 外 轮廓： 工步 6、 粗车外轮廓，保留 面粗糙度为 步 7、 精车外轮廓 ,保证直径尺寸为 98度尺寸为 154 弧尺寸为 面粗糙度为 步 8、 车削 9证长度尺寸为 19步 9、 切断，保全长，长度尺寸为 154 选择了目前比较主流的专业绘图软件 绘制的走刀路线图 ,以及其他工艺卡片等不 可或缺的文件。走刀路线图共分 19 张，每一个工步既一张图 ,内容详细 ,路线清晰（详见走到路线图 1 择各工序刀具，填写刀具卡片 各工序刀具详见刀具卡片 工序尺寸及公差 6 1 合理确定数控加工余量 通过对零件的分析即我的瓶盖及瓶身的最大直径分别为 9868我的零件其数控加工余量为 2根据 加工余量简明手册 表 10得精加工余量为 其粗加工余量为 - 9 - 定工序尺寸及公差 98 加工余量工 序尺寸及公差 （单位： 名称 工序余量 经济精度 基本尺寸 工序尺寸 精车 ( 98 98 车 ( 坯 2 00 100 40 （单位： 名称 工序 余量 经济精度 基本尺寸 工序尺寸 精车 ( 0 40 车 ( 坯 10 0 50 定背吃刀量 背吃刀量指待加工面减已加工面除以 2。背吃刀量是根据余量确定的。 可查表 4数控加工工艺及设备）。 由加工余量简明手册 表 14粗车外轮廓的背吃刀量为 车外轮廓的背吃刀量为 内 、 外槽的背吃刀量为 5车内轮廓的背吃刀量为 车内轮廓的背吃刀量为 孔的背吃刀量为 10定切削速度、主轴转速、进给量及进给速度 瓶盖的加工 工序 1： 加工左端外轮廓 工步 1： 车左端面 毛坯端面的加工余量为 1刀可以完成，故 1据切削用量简明手册表 硬质合金车刀车端面，其刀杆尺寸 2020 - 10 - 故 f=r 由文献 1 4 136m/计算主轴转速 得 n= m 01361 0 0 0 r=541r/整得 n=500r/给速度得 F=500r/5mm/步 2、 粗车左端外轮廓，保留 面粗糙度为 知 文献 1 4 122m/计算主轴转速 m 221 0 0 01 0 0 0 rd vs c 圆整 取 s=700r/文献 1 4f= /r；计算进给速度 F=40 /工步 3、 精车左端外轮廓，保证直径尺寸 44 度尺寸 25弧尺寸 面粗糙度达到 知 文献 1 4速度 100m/计算主轴转速 m 0010001000 rd vs c 取 s=1000r/文献 1 4f= /=： 掉头，加工右端外轮廓 工步 1： 车右端面，保全长尺寸为 88 坯端面的加工余量为 1刀可以完成，故 1- 11 - 根据切削用量简明手册表 硬质合金车刀车端面，其刀杆尺寸 2020 故 f=r 由文献 1 4 136m/计算主轴转速 得 m 01361 0 0 0 r=866r/整得 n=860r/给速度得 F=860mm/29mm/步 2、粗车左端外轮廓，保留 面粗糙度为 知 文献 1 4 122m/计算主轴转速 m 221 0 0 01 0 0 0 rd vs c 圆整 取 s=700r/文献 1 4f= /r；计算进给速度 F=40 /工步 3、精车右端外轮廓，保证直径尺寸为 度尺寸为 20面粗糙度达到 知 文献 1 4 100m/计算主轴转速 m 0010001000 rd vs c 取 s=1000r/文献 1 4f= /=、粗、精车槽至 29度为 9面粗糙度为 据所选刀具取 - 12 - 由文献 3查得切削速度 50m/计算主轴转速 s=000=01000 m/49r/整 取 500r/献 3查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 F=0 /步 5、粗车削 保留 面粗糙度为 知 文献 1 4 122m/计算主轴转速 m 221 0 0 01 0 0 0 rd vs c 圆整 取 s=700r/文献 1 4f= /r；计算进给速度 F=40 /工步 6、 精车削 保证长度尺寸为 24面粗糙度 知 文献 1 4 100m/计算主轴转速 m 0010001000 rd vs c 取 s=1000r/文献 1 4f= /=、车螺纹至 证长度尺寸为 20吃刀量 轴转速 s20r/整 取 s=500r/=P=2mm/r 瓶身的加工 工序 1： 加工内、外轮廓 - 13 - 工步 1： 车右端面 毛坯端面的加工余量为 1刀可以完成，故 1据切削用量简明手册表 硬质合金车刀车端面，其刀杆尺寸 2020 故 f=r 由文献 1 4 136m/计算主轴转速 得 m 001361 0 0 0 r=433r/整得 n=400r/给速度得 F=400mm/29mm/步 2、钻 20 的孔，底孔为 2022据切削用量简明手册表 f=r 背吃刀量 钻头直径 /2=10 根据切削用量简明手册表 用高速钢钻头加工直径 20.6，.4，m=T=50, 。根据钻孔切削计算公式得 =23m/轴转速得 0231000 r =366r/整得 n=400r/给速度得 F=400mm/4mm/步 3、粗车内轮廓，保 留 表面粗糙度为 知 文献 1 4 122m/计算主轴转速 - 14 - m 221 0 0 01 0 0 0 rd vs c 圆整 取 s=700r/文献 1 4f= /r；计算进给速度 F=40 /工步 4、精车内轮廓，保证直径尺寸为 31 30度尺寸为 122面粗糙度为 知 文献 1 4 100m/计算主轴转速 m 0010001000 rd vs c 取 s=1000r/文献 1f=、车削内螺纹至 度尺寸为 23到图纸要求 背吃刀量 轴转速 s20r/整 取 s=500r/=P=2mm/r 工步 6、粗车外轮廓，保留 面粗糙度为 知 文献 1 4 122m/计算主轴转速 m 221 0 0 01 0 0 0 rd vs c 圆整 取 s=700r/文献 1 4f= /r；计算进给速度 F=40 /工步 7、精车外轮廓 ,保证直径尺寸为 98度尺寸为 154弧尺寸为 面粗糙度为 知 - 15 - 由文献 1 4 100m/计算主轴转速 m 0010001000 rd vs c 取 s=1000r/文献 1 4f= /=、车削 T 形槽至 29证长度尺寸为 19据所选刀具取 文献 3查得切 削速度 50m/计算主轴转速 s=000=01000 m/49r/整 取 s=500r/献 3查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 F=0 /步 9、切断，保全长，长度尺寸为 154 坯端面的加工余量为 1刀可以完成，故 5m 根据切削用量简明手册表 硬质合金车刀车端面，其刀杆尺寸 2020 故 f=r 由文献 1 4 136m/计算主轴转速 得 m 001361 0 0 0 r=433r/整得 n=400r/给速度得 F=400mm/0mm/制数控加工程序 编制的程序都是刀具在工件下方 - 16 - 程序 加工瓶盖左端 %0001 2700 100 41 01 100 100 05 781000 01 0 101134 12 44 12 68 100 00 15100 16工瓶盖 右端 %0002 1700 - 17 - 100 42 1 03 100 100 05 891000 100 1101 0 131400 15100 161718500 100 202129 50 33 2429 50 - 18 - 33 2729 50 33 100 303132700 100 34351 05 100 100 05 38391000 100 414201 100 44 19 4400 45100 46- 19 - 48520 100 502 38 2 2 2 2 100 05 工瓶身内轮廓 %0003 2700 100 42 1 01 35 20 7100 89- 20 - 1000 20 1201 0 14151630 19 1720 45 00 2 100 202122500 20 242 2 2 38 2 20 29100 30工瓶身外轮廓 - 21 - %0004 2700 100 42 1 03 100 100 05 891000 100 1101 0 1250 6 1350 100 78 107 1588 5 1698 5 1798 100 00 2 100 2021- 22 - 500 51 2438 50 51 2750 50 2951 3150 50 3350 100 35控加工程序进给仿真校验 通过数控软件对我编制的数控加工程序进行了仿真效验后证实了这个零件的程序编制正确。 - 23 - 总结 通过本次毕业设计，我对工厂生产加工实际零件的总体工艺流程有了一定程度的了解和把握，这对我是受益匪浅的，对今后参加社会工作将会有很大的帮助同时我认识到了自己的不足之处，也清楚了自己今后应该努力的方向。 短短几 周的毕业设计，使我发现自己所掌握的知识是如此贫乏，自己综合应用所学专业知识的能力是如此不足， 几 年来学习了那么多课程，今天才知道自己并不会用。在这次作毕业设计的时间里自己又学到了很多知识，也让我由理论转变为实际的一个转折。 比如这次的毕业设计我设计的是一个配合件，它能充分的体现出我们对所学知识的掌握情况， 而且进一步培 养了我们的机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本能。 通过这次毕业设计，使自己对工艺人 员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书 ，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具 体运用了这些知识。 时光总是匆匆而逝，很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会想老师那样细致入微的把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习、总结。只有敢于尝试才能有所收获，有所创新。这次的毕业设计为我在今后的工作岗位上由一个很好的定位，也为我今后步入社会打下了一个坚实而良好的基础 在此，忠心感谢老师的帮助和指导 - 24 - 设计人 :艾云美 2011年 11月 15日 主要参考文献 1机械制图 邓淑玲、王亮 主编 北京交通大学出版社 机械制造技术 金捷 主编 清华大学出版社 .数控机床编程与加工 陈兴云、姜庆华 主编 机械工业出版社 机床加工工艺魏静姿、杨桂娟 主编 机械工业出版社 切削用量简明手册艾兴、肖诗钢 主编 机械工业出版社 数控机床编程与加工陈兴云、姜庆华 主编 机械工业出版社 极限配合与技术测量基础 杨昌义主编 中 国劳动社会保障出版社 2007 1 “香水瓶”模型数控加工工艺规程制订 件图的正确性及完整性分析 零件图是制订工艺规程最主要的原始资料，在制订工艺规程时，必须首先加以认真分析。 该 零件图由两个 侧 视图和一个 主 视图组成， 将零件的内、外轮廓描述的清楚完整 ；各部位尺寸标注完整并 符合国家标准 ，有利于编制程序时的数据分析和计算；表面粗糙度的标注明确了各加工面的加工精度要求。 零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求： 检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理 等。 件结构工艺性分析 件结构 本产品是 四 边形工艺件，零件的正面是 多 边形凸台 凹槽 ，反面是 六 边形凹 槽轮廓和 长窄槽 ， 涉及 铣凹槽等。 艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件，在能够满足使用性能要求的前提下制造的可行性和经济性。好的结构工艺性会使零件加工容易，节省成本，节省材料；而较差的结构工艺性会使加工困难，加大成本，浪费材料，甚至无法加工。 通过对零件的结构特点、精度要求和复杂程度进行分析的过程，可以确定零件所需的加工方法和数控机床的类型和规格。 根据零件的外形尺寸 200 200 40以选择200 200 35 件精度及技术要求分析 该零件加工精度为 度 8的内孔其精度为 其精度为 余的都为 。精度要求合理，而且符合互为基准的原则，这样便于保证。 12的孔精度要求合理容易在加工中得到保证。加工表面的粗糙度值为 度要求不高，容易在现有的条件下得到保证。该零件在完成加工后要去毛刺，以免在拿该零件时被刺伤手，而且也使该零件更加美观了。 据零件的 结构及形状特点，选择机床的类型 考虑到 该零件的加工属于多工序加工，是单件小批量生产，而 数控加工中心刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以适合加工此零2 件，另外，工件的一次装夹可完成多道工序 的加工，提高了加工工件的位置精度。综合以上分析并根据学校现有设备本工件选择华中数控加工中心进行加工。 据零件的外形及尺寸特点，选择机床的规格 数控机床的最主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。机床的三个基本直线坐标（ X、 Y、 Z）行程反映该机床允许的加工空间，在车床中两个坐标（ X、 Z）反映允许回转体的大小。一般情况下加工工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内 ，因此， 选用工作台面比典型工件稍大一些是出于安装夹具考虑的 ，所以 工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。个别情况下也允许工件尺寸大于坐标行程，这时必须要求零件上的加工区域处在行程范围之内，而且要考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否与机床交换刀刀具的空间干涉、与机床防护罩等附件发生干涉等系列问题。数控机床的主电机功率在同类规格机床上也可以有各种不同的配置，一般情况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能 。 我所选用的机床型 号为 据零件的加工精度及表面质量要求，选择机床的精度等级 典型零件的关键部位加工精度要求决定了选择数控机床的精度等级。数控机床根据用途又分为简易型、全功能型、超精密型等，其能达到的精度也是各不一样的。简易型目前还用于一部分车床和铣床，其最小运动分辩率为 动精度和加工精度都在(精密型用于特殊加工，其精度可达 下。 由于我所要加工的零件在精度与表面质量上要求不是太高，所以加工精度保证在 关于设备选择应注意以下 问题： 1）机床加工尺寸范围应与零件的外轮廓相适应。 2）机床的工作精度应与工序的精度要求相适应。 3）机床的生产效率应与零件的生产类型相适应。 4）机床的选择应考虑车间现有设备条件，尽量采用现有设备。 择定位基准 在制定工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 位精 基准的选择原则 选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。精基准的选择应遵循以下原则： 选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 结合学校的现有设备、零件的加工要求及毛坯的质量，应以设计基准作为定位基准，这样设计基准与定位基准重合满足基准重合原则。 基准的选择原则 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意应尽快获得精基准。 由于毛坯已经确定采用铝棒，而铝棒的毛坯多适应于加工尺寸较小 、精度较高的零件。铝棒的毛坯精度较高 ,外圆柱表面的毛坯余量均匀。所以，可以直接采用毛坯的外圆柱表面作为粗加工定位基准。以毛坯的外圆柱表面作为粗定位基准，加工出零件的精加工定为基准。这样可以确保重要表面的精加工余量，采用外圆柱表面作为粗加工定位基准，达到了简单、方便、快捷的目的。缩短了加工时间，提高了生产效率。 定合理的装夹方式 接找正装夹 直接找正装夹 是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。这种装夹方法容易有误差，不方便。 线找正装夹 划线找正装夹是先在毛 坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置。 这种装夹方法生产率低，精度低，且对工人技术水平要求高，一般用于单件小批生产中加工复杂而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而无法直接用夹具装夹的场合。 夹具装夹 夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需找正就能保证工件的装夹定位精度 。 这种 装夹 方法 生产率高，定位精度高，但需要设计、制造专用夹具，广泛用于成批及大量生产。 由于毕业设 计所加工的都是单件小批的工艺件，要求较高的精度，因此采用普通的平口虎钳夹具装夹。 刀点 确选择粗、精加工刀具 （附刀具卡） 由于毛坯采用 45 钢板 ，硬度、强度都不太大，所以粗、精加工的刀具都可以使用高速钢刀具。 4 5 数控加工刀具卡片 产品名称或代号 刀具卡片 零件名称 刀具卡片 零件图号 序编号 %100 序号 刀具号 刀具名称 刀具规格 刀柄规格 刀片材料 备注 1 铣刀 80 质合金 2 铣刀 16 速钢 3 槽铣刀 8 速钢 4 刀 22 速钢 5 头 速钢 6 刀 25 速钢 7 头 速钢 6 8 刀 20 速钢 9 槽铣刀 4 速钢 编制 刘馨阳 审核 张淑玲 日期 2011 1 页 第 1 页 7 确选择对刀方式 对刀的准确程度将直接影响加工精度， 因此，对刀操作一定要仔细，对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。本零件采用手动对刀。 对刀的操作步骤为 : 1）将所用铣刀装到主轴上并使主轴中速旋转； 2）手动移动铣刀沿 +X 方向靠近被测边，直至铣刀周刃轻微接触到工件表面，即产生切屑； 3）保持 X、 铣刀沿 + 4）将机床坐标 X 置零，并 X 向工件另一侧移动，接触到工件表面产生切屑。将数值记下，并沿 X、 +输到机床坐标系； 5）采用同样方法对 将数值输到机床坐标系； 6）将 将数值输入机床坐标系； 择合理的对刀点及换刀点 理确定对刀点 对刀点是工件在机床上定位（或找正）装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。 对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。加工中心对刀时一般以机床主轴轴线与端面的交点为刀位点，因此，无论采用哪种工具对刀，结果都是使机床主轴轴线与端面的交点与对刀点重合，利用机床的坐标显示确定对刀点在机床坐标系中的位置，从而确定工件坐标系在机床坐标系中的位置。 为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对刀点应尽量选在零件 的设计基准或工艺基准上。本件为单件小批量生产，毛坯精度要求不高，所以采用 手动对刀。 理确定换刀点 在加工中心等使用多种刀具加工的机床上，工件加工时需要经常更换刀具，在程序编制时，就要考虑设置换刀点。换刀点的位置应根据换刀时刀具不碰到工件、夹具和机床的原则而定。所以机床出场前换刀点已确定，为一 个固定点。 理划分数控加工工序 工序主要是指一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，划分是否为同一个工序的主要依据是：工作地8 点（或机床）是否变动和加工是否连续。本零件的加工工序如下： 1） 粗、精铣正面 2） 粗、精铣反面 定工序的合理性 数控加工工序的划分一般可分为： 1） 以一次安装所进行的加工作为一道工序 2） 以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序 3） 以工序上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序 4）以粗 精加工为一道工序 工艺路线方案 : 1） 铣上平面 2） 钻中心孔 ） 铰孔 25） 钻四周 4 5） 铰孔 4 20 孔 6） 粗 铣 四片槽宽为 10 为深度 5 的凹槽 7） 精铣四片槽宽为 10 为深度 5 的凹槽 8） 粗 铣 槽宽为 5 为深度 3 的六边形凹槽 9） 精 铣 槽宽为 5 为深度 3 的六边形凹槽 10） 铣下平面 11） 粗铣中心 160 内圆轮廓 12） 精铣中心 160 内圆轮廓 13） 粗铣不规则的多段线内槽轮廓 14） 精铣不规则的多段线内槽轮廓 15） 粗铣中间椭圆内槽轮廓 16） 精铣中间椭圆内槽轮廓 把粗、精加工步骤一次就加工完，所以可以避免装夹的误差经以上分析我所选的是方案。 定各工序工步的次序并绘制走刀路线 图（附走刀路线图） 1） 铣上平面 2） 钻中心孔 ） 铰孔 25 4） 钻四周 4 5） 铰孔 4 20 孔 6） 粗 铣 四片槽宽为 10 为深度 5 的凹槽 7） 精铣四片槽宽为 10 为深度 5 的凹槽 8） 粗 铣 槽宽为 5 为深度 3 的六边形凹槽 9） 精 铣 槽宽为 5 为深度 3 的六边形凹槽 10）铣下平面 11） 粗铣中心 160 内圆轮廓 12） 精铣中心 160 内圆轮廓 13） 粗铣不规则的多段线内槽轮廓 14） 精铣不规则的多段线内槽轮廓 15） 粗铣中间椭圆内槽轮廓 16） 精铣中间椭圆内槽轮廓 走刀路线见走刀路线图。 切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量、生产率和加工成本等均有显著的影响。在切削加工中，采用不同的切削用量会得到不同的切削效果，为此必须合理选择切削用量。所谓合理选择切削用量，是指在保证工件加 工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床、刀具的切削性能，使生产率最高，生产成本最低。 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：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。 定合理的数控加工余量 加工余量 是 指加工过程中，所切去的金属层厚度。分工序加工余量（相邻两工序的工序尺寸之差）和加工总余量（毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差），加工总余量等于各工序加工余量之和。 影响加工余量的因素 ： 上工 序表面粗糙度和缺陷层 上工序的尺寸公差 上工序的形位误差 本工序的装夹误差 确定加工余量的方法 ： 10 经验估算法凭借工艺人员的实践经验估计加工余量，所估余量一般偏大，仅用于单件小批生产。 查表修正法先从加工余量手册中查得所需数据，然后再结合工厂得实际情况进行适当修正。此方法目前应用最广。 分析计算法根据加工余量的计算公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行综合分析和计算来确定加工余量的一种方法。适用于贵重材料和军工生产。 余量的方法 确定加工余量时应该注意的几个问题 ： 采用最小加工余量原则在保证加工精度和加工质量的前提下，余量越小越好，以缩短加工时间、减少材料消耗、降低加工费用。 余量要充分防止因余量不足而造成废品。 余量中应包含热处理引起的变形 大零件取大余量零件愈大，切削力、内应力引起的变形愈大。因此工序加工余量应取大一些，以便通过本道工序消除变形量。 总加工余量（毛坯余量）和工序余量要分别确定总加工余量的大小与所选择的毛坯制造精度有关。粗加工工序的加工余量不能用查表法确定，应等于总加工余量减去其他各工序的余量之和。 我加工的工艺件为单件生产 ，所以采用 经验估算法 ，根据公式 :Z=Z=算出本工艺件的工序余量为： 工序一：估算表面余量为 3，单边余量为 5，双边余量为 10 工序二：估算表面余量为 3，单边余量为 5，双边余量 10 总余量为两工序余量之和： 36 定背吃刀量 背吃刀量应根据加工余量确定。粗加工时应尽量用一次走刀切除全部加工余量，当加工余量过大、机床功率不足、工艺系统刚度不够、断续切削及切削时冲击振动较大时，可分几次走刀。 多次走刀时，应将第一次的背吃刀量取大些，一般为总加工余量的 2/3 3/4。在中等切削功率的机床上 ，粗加工背吃刀量可达 8 10 加工背吃刀量可取为 .5 定进给速度 定进给量 进给量是数控铣床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度11 要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。 1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给量。一般在 100 200mm/围内选取。 2）当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给量应选小些，一般在 20 50mm/ 生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。粗加工时，根据工件材料、铣刀直径及已确定的背吃刀量来选择进给量；在半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工件材料，切削速度来选择进给量。 给速度 的确定 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 确定进给速度的原则： 1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100 200mm/ 2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20 50mm/ 3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在 20 50mm/ 4）刀具空行程时，特别是远距离 “ 回零 ” 时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度 。 定主轴转速 定切削速度 确定的最终目的是确定铣床主轴转速。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度，然后算出主轴转速。 在生产中选择切削速度的一般原则是： （ 1） 粗铣时， 背吃刀量 和 进给量 较大，故选择较低的切削速度；精铣时， 背吃刀量 和 进给量 均较小，故选择较高的切削速度。 （ 2）工件材料强度、硬度高时，应选较低的切削速度。 （ 3）刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高。 定 主轴转 速 主轴转速的计算公式为： 12 n=1000D 式中切削速度 的 单位为 m/刀具的耐用度决定； n 主轴转速，单位为 r/ D 铣刀直径，单位为 计算出主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为： n=1000v/D 式中 位为 m/刀具的耐用度决定； 主轴转速，单位为 r/ 位为 计算的主轴转速 轴转数及进给量的具体数值 主体加工条件： 工件材料： 45钢板 。 机床： 式加工中心（ 工件 毛坯尺寸 200 200 35。 机床： 铣上平面 刀具： 80铣刀 切削速度 参考数控加工工艺及设备表 5 0m/确定主轴转速 ns ns=000=80 901000 =整数 00r/进给量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 mm/z 则进给量 F= 3 整数 F=80mm/ 机床： 粗铣六边形外轮廓 刀具： 16铣刀 切削速度 13 参考数控加工工艺及设备表 5 8m/确定主轴转速 ns ns=000=16 181000 =整数 00r/进给 量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 mm/z 则进给量 F= 3 578=整数 F=110mm/ 精铣六边形外轮廓 刀具： 16铣刀 切削速度 参考数控加工工艺及设备表 5 0m/确定主轴转速 ns ns=000=16 401000 =整数 50r/进给量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 mm/z 则进给量 F= 3 整数 F=80mm/3. 铣上平面 刀具： 80铣刀 切削速度 参考数控加工工艺及设备表 5 0m/确定主轴转速 ns ns=000=80 901000 =整数 00r/进给量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 mm/z 则进给量 F= 3 整数 F=80mm/4. 铣轮廓 机床： 刀具： 5槽铣刀 切削速度 14 参考数控加工工艺及设备表 5 8m/确定主轴转速 ns ns=000=10 181000 =整数 00r/进给量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 .1 mm/z 则进给量 F= 2 整数 F=80mm/精 形人型内轮廓 刀具： 10槽铣刀 切削速度 参考数控加工工艺及设备表 5 8m/确定主轴转速 ns ns=000=10 381000 =整数 00r/进给量 F= 参考数控加工工艺及设备表 5进给量 mm/z 则进给量 F= 2 整数 F=60mm/2内轮廓 机床： 粗铣 12内轮廓 刀具： 10槽铣刀 切 削速度 参考数控加工工艺及设备表