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动力座零件的数控铣削加工工艺及编程设计【优秀含UG三维及CAD零件图数控编程课程毕业设计+28页加正文8700字】【skxx007】

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关键词：: 动力座零件数控铣削加工工艺编程数控铣削 ug 数控编程课程毕业设计

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动力座零件的数控铣削加工工艺及编程设计【优秀含UG三维及CAD零件图数控编程课程毕业设计+28页加正文8700字】【skxx007】

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动力座零件的数控铣削加工工艺及编程设计

摘要

本文主要讲述动力座零件的数控铣削加工工艺，通过对零件图纸的分析，确定该零件的加工工艺、刀具、切削用量，制定出该零件的机械加工工艺过程卡片及数控加工工序卡，然后利用UG软件绘制出该零件的三维实体图，并运用UG的二维转换工具绘制出零件的二维图，再采用软件对零件进行自动编程，最终将程序录入机床，完成该零件的加工。

关键词：数控铣削加工工艺切削用量数控编程

第一章工艺分析 5

1.零件图的工艺性分析 5

1.1零件图样分析 6

1.2毛坯的选择 6

2.加工设备的选择 6

3.刀具的选择 7

4.切削用量的选择 8

第二章数控加工工序 9

1.工序的划分 9

2.工步的划分 9

3.走刀路线 9

4.工艺卡片的制定 10

第三章数控编程 11

1.编程的分类 11

2.坐标系的确定 11

3.加工程序清单 11

2.1工序1的加工程序清单 12

2.2工序2的加工程序清单 14

2.3工序3的加工程序清单 15

2.4工序4的加工程序清单 15

第四章实体绘制 19

设计小结 21

致谢 22

参考文献 23

附表1 机械加工工艺过程卡 24

附表2 数控加工刀具卡片 25

附表3 数控加工工序卡1 26

附表4 数控加工工序卡2 27

附表3 数控加工工序卡3 28

附表4 数控加工工序卡4 29

刀具卡.jpg

工序卡1.jpg

工序卡2.jpg

工序卡3.jpg

工序卡4.jpg

过程卡.jpg

零件图.jpg

目录.jpg

三维侧面背面.jpg

三维零件图.jpg

三维线框图.jpg

设计字数统计.jpg

数控加工刀具卡.jpg

内容简介：: 第 1 页共 30 页常州轻工职业技术学院毕业设计（论文）作者：学号：系部：专业：题目：动力座的数控铣削加工工艺及编程指导老师：评阅者： 20*年月日第 2 页共 30 页摘要本文主要讲述动力座零件的数控铣削加工工艺，通过对零件图纸的分析，确定该零件的加工工艺、刀具、切削用量，制定出该零件的机械加工工艺过程卡片及数控加工工序卡，然后利用件绘制出该零件的三维实体图，并运用二维转换工具绘制出零件的二维图，再采用软件对零件进行自动编程，最终将程序录入机床，完成该零件的加工。关键词：数控铣削加工工艺切削用量数控编程第 3 页共 30 页目录第一章工艺分析 . 5 . 5 件图样分析 . 6 坯的选择 . 6 . 6 . 7 . 8 第二章数控加工工序 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 第三章数控编程 . 11 . 11 . 11 . 11 序 1 的加工程序清单 . 12 序 2 的加工程序清单 . 14 序 3 的加工程序清单 . 15 序 4 的加工程序清单 . 15 第四章实体绘制 . 19 设计小结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 附表 1 机械加工工艺过程卡 . 24 附表 2 数控加工刀具卡片 . 25 附表 3 数控加工工序卡 1 . 26 附表 4 数控加工工序卡 2 . 27 附表 3 数控加工工序卡 3 . 28 附表 4 数控加工工序卡 4 . 29 第 4 页共 30 页前言毕业设计是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后的一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都是怀着很重视的态度去做的。在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区 (如广东，浙江、江苏、山东 )，数控人才更是供不应求，所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计这个课题。要成为数控编程员就要具备：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维件，如；熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。经过两个多月的准备，我的毕业设计终于告以段落，两个多月的忙碌对我来说有着丰富的收获，我学到了很多，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等等。第 5 页共 30 页第一章工艺分析图 1 动力座零件图第 6 页共 30 页图 1 所示为动力座零件图，结构形状比较简单，其材料为于中批量生产。根据图中的要求，对零件进行工艺分析，并制定其加工工艺卡片，最终完成零件的加工程序编制。件图样分析分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的工艺编制及加工结果。主要包括以下几项内容：分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。从图 1 可以看出，该零件属于平板类零件，其结构主要由面、孔组成，属于易加工零件，图中尺寸标注准确、无误、清晰；该零件的尺寸公差求一般，部分尺寸公差要求较高，如 20 的孔，达到加工此孔时应合理的选择加工方法；图中形位公差要求较高，最高为件表面粗糙度要求一般，最高处为数控铣削加工中容易保证。坯的选择选择铸造毛坯，除非加工表面外，其余部分需加工面均留 3量。由于是中批量生产，所以小的余量可以大大提高生产效率，但也不能太少，这样使得表面粗糙度无法达到要求，以及工件变形后，一些部位加工不到位。当然铸造毛坯由于零件较多，在运输过程中难免存在挤压变形，因此在加工前需要对毛坯进行校正，以确保后续加工能够顺利进行。加工设备是完成零件加工的必不可少的，合理的选择加工设备，能有效的提高零件的加工精度及加工效率，同时也能降低操作者的劳动量。（ 1）机床的选择第 7 页共 30 页从零件图上可以看出，该零件加工的孔较多，需要的刀具也较多，为了减少操作者的劳动量以及提高生产效率，考虑选择数控加工中心进行加工。（ 2）夹具的选择铣床的夹具主要用于加工零件上的平面、沟槽、缺口、花键以及成型面等。按夹具的通用特性分类，夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、自动化生产用夹具。本题中的零件装夹较为复杂，需要用到组合夹具进行装夹，具体的装夹方式在后面的工序中进行讲述。刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金钢因耐热性很差，故只宜做手工刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼由于质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，因而仅在较小的范围内使用。目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。（ 1）高速钢高速钢是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、钒等合金元素的高合金工具钢，它具有较高的强度、韧性和耐热性，是目前应用最广泛的刀具材料。因刃磨时易获得锋利的刃口，故高速钢又称“锋钢”。（ 2）硬质合金硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化物（），用 i 作黏结剂烧结而成的粉末冶金制品。其常温硬度可达 78 82耐 850 1000的高温，切削速度比高速钢高 4 10 倍，但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差，因此很少做成整体式刀具。实际使用中，常将硬质合金倒排焊接或用机械夹固在刀体上。综上所述，并根据该零件的结构工艺特性，确定该零件加工所用的刀具如表示。表刀具卡加工表面刀具名称刀具规格刀具材料刀具编号加工各平面面铣刀 100金中心孔中心钻 2 高速钢纹底孔麻花钻金第 8 页共 30 页孔口倒角锪钻 20 合金 20 孔的底孔麻花钻速钢 20 孔镗刀 20 合金纹丝锥金纹底孔麻花钻金纹丝锥金切削用量是在机床调整前必须确定的重要参数，它对切削力、功率消耗、刀具磨损、刀具耐用度、加工精度和表面质量等均有明显的影响。因此，合理选择切削用量对提高切削效率，保证加工质量和降低加工成本具有重要的作用。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能 (功率、扭矩 )，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。要确定合理的切削用量，既要从理论上充分认识切削用量，又要将理论上得出的切削用量运用到实际中去，这样才能综合机床、刀具、加工材料确定最佳的切削用量。在粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本。它的主要目的是快速地去除工件表面的残余金属，所以在机床功率允许的前提下应尽可能的提高效率，以便提高机床的利用率。在确定切削用量时，首先应该考虑切削深度，这样可以达到在短时间内快速除去金属的目的，提高单位时间内的切削量。在精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。它的目的是要得到加工尺寸和降低工件的表面粗糙度，理想的尺寸精度取决于机床精度和加工残余的均匀程度，因此，要避免在加工过程中受力的突然变化，使切削力均匀；工件的表面粗糙度主要取决于切削速度，切削速度的大小是由刀具直径的大小和主轴转速的高低决定的。该零件的切削用量可参见数控加工工序卡。第 9 页共 30 页第二章数控加工工序在数控机床上加工零件与普通机床加工相比，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按定位方式划分工序、按所用刀具划分工序、按粗、精加工划分工序、按加工部位划分工序等。本题中的零件可根据定位方式也可说是装夹次数来划分工序。具体工序如下：工序 1 铣装夹零件（平口钳装夹），加工 8 20 以及所在的平面，得到基准面 1。工序 2 铣加工两方腿的表面，保证总长为 70 工序 3 铣以基准面 1 定位，将基准面 1 贴在一平板上，在非加工面上用推板压紧（类似于平口钳的方式），铣其中一侧面，得到基准面 2。工序 4 铣以基准面 1和 2定位，非加工面上用推板压紧，加工另外一侧面及 9 划分工步主要从加工精度和效率两方面考虑。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。对于较复杂的工序，为了便于分析和描述，常在工序内又细分为工步。本题零件的工步内容可以参见工序卡片里的描述。铣平面的走刀路线加工孔的走刀路线第 10 页共 30 页加工侧面的走刀路线加工侧面孔的走刀路线编制工艺卡片是用来指导工人加工的，一般简易的工艺卡片中需编制简易的工艺流程、工序名称、工装等。固定产品的工艺卡片比较复杂，每一工步都需编制卡片，卡片中包含本工序加工图，加工刀具，测量量具，设备，定位等。本题中的工艺卡片见附录。第 11 页共 30 页第三章数控编程数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。（ 1）手工编程手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。（ 2）自动编程自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。综上所述，由于该零件的数控加工部分比较简单，无复杂的加工部分，因此可以直接采用手工编程来完成。从图 1 中可以看出，该零件较为规则，因此可以将工件坐标系设置在对称中心上，如图 3 所示。图 3 坐标系以下所有程序均为统代码编制。第 12 页共 30 页序 1 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀，面铣刀择停，用来校验换刀是否准确，首件加工时用 00 470 03 立工件坐标系，运动至加工起点，主轴正转，转速为 600 1 08 建立刀具长度补偿，切削液开速下刀至粗铣位置 200 粗铣平面 2000 到精加工位置 150 精铣平面 150 抬刀 06 换 2 号刀，中心钻择停 390 03 速定位第一个孔加工点 2 8 建立刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环 10 钻第二个孔第 3 个孔第 4 个第 5 个第 6 个第 7 个第 8 个第 9 个 0 钻第 10 个 00 消钻孔循环并抬刀 06 换 3 号刀，花钻第 13 页共 30 页择停 315 03 速定位第 1 个孔 3 08 建立刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第二个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔 00 消循环 06 换 4 号刀，锪钻择停 315 03 速运动到第 1 个孔上方 4 08 建立刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔 00 消循环 06 换 5 号刀，花钻择停 390 03 速定位到第 1 个孔 5 08 建立刀具长度补偿第 14 页共 30 页 83 2 立深孔啄钻循环第 2 个孔 00 消循环 06 换 6 号刀，镗刀择停 390 03 速运动到第 1 个孔 6 08 建立刀具长度补偿 76 2 立精镗孔循环第 2 个孔 00 消循环 06 换 7 号刀，纹刀择停 315 13 速定位第 1 个孔 ,刚性攻丝 7 08 建立刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹第 3 个螺纹第 4 个螺纹第 5 个螺纹第 6 个螺纹第 7 个螺纹第 8 个螺纹 00 消循环序结束序 2 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀选择停第 15 页共 30 页 54 470 03 立工件坐标系 1 08 调用刀具长度补偿速运动到粗加工位置 300 铣第一个脚 200 粗铣第 2 个脚 2000 800 快速运动到精加工位置 150 精铣第 1 个脚 300 470 铣第 2 个脚 150 抬刀序结束序 3 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀择停 90 470 03 立工件坐标系 1 08 调用刀具长度补偿 0 下到加工位置 150 铣削侧面 150 抬刀序结束序 4 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀择停 90 470 03 立工件坐标系第 16 页共 30 页 1 08 调用刀具长度补偿到粗加工位置 200 粗铣侧面 2000 到精加工位置 470 铣侧面 150 抬刀 06 换 2 号刀，中心钻择停 90 370 03 立工件坐标系 2 08 调用刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔第 10 个孔第 11 个孔 00 消循环 06 换 3 号刀，头择停 370 03 速运动至第一个孔位置 3 08 调用刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第二个孔 00 消循环第 17 页共 30 页 06 换 8 号刀，头择停 340 03 速运动至第 1 个孔位置 8 08 调用刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔 00 消循环 06 换 4 号刀，锪钻择停 370 03 速运动至第 1 个孔 4 08 调用 4 号刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔第 10 个孔第 11 个孔第 18 页共 30 页 00 消循环 06 换 7 号刀，锥择停 370 13 速运动至第 1 个孔位置 7 08 调用刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹 00 消循环 06 换 9 号刀，锥择停 340 13 速运动至第 2 个孔位置 9 08 调用刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹第 3 个螺纹第 4 个螺纹第 5 个螺纹第 6 个螺纹第 7 个螺纹第 8 个螺纹第 9 个螺纹 00 消循环序结束第 19 页共 30 页第四章实体绘制该零件形状结构简单，在实体绘制过程中也比较容易，下面介绍一下制该零件实体的过程。绘制步骤如下：（ 1）绘制草图 1 打开 X 件，根据零件图纸上的尺寸在建模中绘制图示图形。图 2）拉伸草图选择拉伸工具，然后选择草图 1，在拉伸距离中输入 40，电击确定得到如图示图形。图 3）绘制草图 2 根据零件图纸，选择上表面作为草图面，绘制如图示草图（绿色部分）。图 3）拉伸除料选择拉伸工具，选择草图 2，在创建栏中选择求差，然后在结束值中选择“贯穿全部对象”，确定得到如图示图形。第 20 页共 30 页图理，运用拉伸除料，将其它孔绘制出来，最后的图形如图示。图第 21 页共 30 页设计小结通过这次的毕业设计书，使我懂得搞设计要联系实际，要跟实际应用结合起来，才能设计出合格使用的产品，也使我充分的了解合理的安排加工顺序可以缩短加工时间，提高生产效率，这是我们在切削加工中必须要掌握的，也是在实践中必须遵循的。虽然加工的方法有千万种，但是只要掌握了它正确的加工方法及思路就可以加工出合格的产品。第 22 页共 30 页致谢首先感谢我的父母，他们含辛茹苦把我养大 , 焉得谖草，言树之背，养育之恩 ,终生不忘 ,正是他们的大力支持才使我顺利地完成学业 ,在此，说一声，爸爸妈妈，你们辛苦了！愿爸爸妈妈健康、长寿、快乐。本设计是在指导老师的悉心指导下完成的。指导老师严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理本设计从着手到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了指导老师大量的心血。在此，谨向指导老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢学院领导为我们所提供良好的学习环境与学习器材，感谢系领导为我们的毕业设计开放了教室和提供便利条件，保证了毕业设计的顺利完成。三年来我能健康成长，学到知识，学到技能，学会做人，学会处事感谢三年来一直关心与帮助我的辅导员，以及各位专业老师们，在我大学的学习与生活中付出的心血与汗水，在以后的日子里，我一定铭记老师的教导，不断的去学习，努力完善自己，更好的发展自己，不使老师失望。在设计期间，得到很多的同学的关心和帮助，在此表示深深的感谢。没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的毕业设计的，同窗之间的友谊永远长存。感谢我的室友们，从遥远的家乡来到这个陌生的城市里，是你们与我共同维系着彼此兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。只是今后就难得再聚到一切吃顿饭了！没关系，各奔前程，彼此珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。感谢学院三年来对我的培育，是河池职业学院改变了我的人生，使我有了正确的人生观与价值观，让我对自己的未来有了更美好的憧憬。也感谢所有关心，帮助过我的人：我的兄弟姐妹，我的亲戚朋友。最后，在离别之际，为我的母校送上一份真诚的祝福，祝母校的明天更美好。第 23 页共 30 页参考文献 1.机械制造工艺与机床夹具机械工业出版社 2.数控技术机械工业出版社 3. 数控加工工艺及编程中国机械工业教育协会组编 4. 数控编程全国数控培训网络天津分中心编 5. 数控机床操作与编程实训机械工业出版社何四平主编 6. 数控工艺培训教程清华大学出版社宋放之等编著 7. 数控机床及其使用与维修东南大学出版社宋天麟主编 8.现代机械制图机械工业出版社吕素霞何文平主编 9、文版应用教程机械工业出版社刘瑞新朱维克于梅编著 10. 数控铣床培训教程机械工业出版社 11. 机械设计基础机械工业出版社第 24 页共 30 页附表 1 机械加工工艺过程卡常州轻工职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称动力座材料牌号坯种类板料毛坯外形尺寸备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时 1 下料制造毛坯铸造车间 2 钳毛坯较平钳工车间 3 铣铣 8 16， 20 孔几其所在平面机加车间 4 铣铣 2 条腿机加车间 5 铣铣侧面机加车间 6 铣铣侧面及侧面上的螺纹机加车间 7 钳去毛刺钳工车间 8 检验 9 入库编制审核批准共页第页第 25 页共 30 页附表 2 数控加工刀具卡片加工表面刀具名称刀具规格刀具材料刀具编号加工各平面面铣刀 100金中心孔中心钻 2 高速钢纹底孔麻花钻金口倒角锪钻 20 合金 20 孔的底孔麻花钻速钢 20 孔镗刀 20 合金纹丝锥金纹底孔麻花钻金纹丝锥金第 26 页共 30 页附表 3 数控加工工序卡 1 常州轻工职业技术学院数控加工工序卡片产品型号产品名称动力座材料牌号坯种类板料毛坯外形尺寸工序号 3 工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号冷却液车间铣 8 16， 20 孔几其所在平面数控加工中心 0001 1 工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（ r/ 进给速度（ mm/r）背吃刀量（备注 1 粗铣上表面 100 面铣刀游标卡尺 600 200 2 2 精铣上表面 100 面铣刀游标卡尺 800 150 3 钻中心孔 2 中心钻 1200 120 4 钻纹底孔 03 花钻塞规 1200 100 5 锪底孔 20 锪钻游标卡尺 450 100 6 钻 2孔 05 花钻塞规 600 120 7 镗 20 孔 20 镗刀塞规 800 80 8 攻纹 8 丝锥螺纹塞规 100 125 编制审核批准共 4 页第 1 页第 27 页共 30 页附表 4 数控加工工序卡 2 常州轻工职业技术学院数控加工工序卡片产品型号产品名称动力座材料牌号坯种类板料毛坯外形尺寸工序号 3 工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号冷却液车间铣 2 条腿数控加工中心 0002 1 工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（ r/ 进给速度（ mm/r）背吃刀量（备注 1 粗铣左右腿 100 面铣刀游标卡尺 600 200 2 2 精铣左右腿 100 面铣刀游标卡尺 800 150 编制审核批准共 2 页第 2 页第 28 页共 30 页附表 3 数控加工工序卡 3 常州轻工职业技术学院数控加工工序卡片产品型号产品名称动力座材料牌号坯种类板料毛坯外形尺寸工序号 3 工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号冷却液车间铣侧面数控加工中心 0003 1 工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（ r/ 进给速度（ mm/r）背吃刀量（备注 1 粗铣侧面 100 面铣刀游标卡尺 600 200 2 2 精铣侧面 100 面铣刀游标卡尺 800 150 编制审核批准共 2 页第 2 页第 29 页共 30 页附表 4 数控加工工序卡 4 常州轻工职业技术学院数控加工工序卡片产品型号产品名称动力座材料牌号坯种类板料毛坯外形尺寸工序号 3 工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号冷却液车间铣侧面及侧面上的螺纹数控加工中心 0004 1 工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（ r/ 进给速度（ mm/r）背吃刀量（备注 1 粗铣侧面 100 面铣刀游标卡尺 600 200 2 2 精铣侧面 100 面铣刀游标卡尺 800 150 3 钻中心孔 2 中心钻 1200 120 4 钻 2 20 螺纹底孔花钻塞规 1200 100 5 钻 9 20 螺纹底孔花钻塞规 1200 100 6 锪孔 20 锪钻 450 100 7 攻 2 20 螺纹 8 丝锥螺纹塞规 100 125 8 攻 9 20 螺纹 6 丝锥螺纹塞规 100 100 编制审核批准共 2 页第 2 页第 30 页共 30 页第 1 页共 29 页常州轻工职业技术学院毕业设计（论文）作者：学号：系部：专业：题目：动力座的数控铣削加工工艺及编程指导老师：评阅者： 2010 年月日第 2 页共 29 页摘要本文主要讲述动力座零件的数控铣削加工工艺，通过对零件图纸的分析，确定该零件的加工工艺、刀具、切削用量，制定出该零件的机械加工工艺过程卡片及数控加工工序卡，然后利用件绘制出该零件的三维实体图，并运用二维转换工具绘制出零件的二维图，再采用软件对零件进行自动编程，最终将程序录入机床，完成该零件的加工。关键词：数控铣削加工工艺切削用量数控编程第 3 页共 29 页目录第一章工艺分析 . 5 . 5 件图样分析 . 6 坯的选择 . 6 设备的选择 . 6 . 7 . 8 第二章数控加工工序 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 第三章数控编程 . 11 . 11 . 11 . 11 序 1 的加工程序清单 . 12 序 2 的加工程序清单 . 14 序 3 的加工程序清单 . 15 序 4 的加工程序清单 . 15 第四章实体绘制 . 19 设计小结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 附表 1 机械加工工艺过程卡 . 24 附表 2 数控加工刀具卡片 . 25 附表 3 数控加工工序卡 1 . 26 附表 4 数控加工工序卡 2 . 27 附表 3 数控加工工序卡 3 . 28 附表 4 数控加工工序卡 4 . 29 第 4 页共 29 页前言毕业设计是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后的一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都是怀着很重视的态度去做的。在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区 (如广东，浙江、江苏、山东 )，数控人才更是供不应求，所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计这个课题。要成为数控编程员就要具备：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维件，如；熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。经过两个多月的准备，我的毕业设计终于告以段落，两个多月的忙碌对我来说有着丰富的收获，我学到了很多，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等等。第 5 页共 29 页第一章工艺分析图 1 动力座零件图第 6 页共 29 页图 1 所示为动力座零件图，结构形状比较简单，其材料为于中批量生产。根据图中的要求，对零件进行工艺分析，并制定其加工工艺卡片，最终完成零件的加工程序编制。件图样分析分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的工艺编制及加工结果。主要包括以下几项内容：分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。从图 1 可以看出，该零件属于平板类零件，其结构主要由面、孔组成，属于易加工零件，图中尺寸标注准确、无误、清晰；该零件的尺寸公差求一般，部分尺寸公差要求较高，如 20 的孔，达到加工此孔时应合理的选择加工方法；图中形位公差要求较高，最高为零件表面粗糙度要求一般，最高处为数控铣削加工中容易保证。坯的选择选择铸造毛坯，除非加工表面外，其余部分需加工面均留 3量。由于是中批量生产，所以小的余量可以大大提高生产效率，但也不能太少，这样使得表面粗糙度无法达到要求，以及工件变形后，一些部位加工不到位。当然铸造毛坯由于零件较多，在运输过程中难免存在挤压变形，因此在加工前需要对毛坯进行校正，以确保后续加工能够顺利进行。加工设备是完成零件加工的必不可少的，合理的选择加工设备，能有效的提高零件的加工精度及加工效率，同时也能降低操作者的劳动量。（ 1）机床的选择第 7 页共 29 页从零件图上可以看出，该零件加工的孔较多，需要的刀具也较多，为了减少操作者的劳动量以及提高生产效率，考虑选择数控加工中心进行加工。（ 2）夹具的选择铣床的夹具主要用于加工零件上的平面、沟槽、缺口、花键以及成型面等。按夹具的通用特性分类，夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、自动化生产用夹具。本题中的零件装夹较为复杂，需要用到组合夹具进行装夹，具体的装夹方式在后面的工序中进行讲述。刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金钢因耐热性很差，故只宜做手工刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼由于质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，因而仅在较小的范围内使用。目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。（ 1）高速钢高速钢是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、钒等合金元素的高合金工具钢，它具有较高的强度、韧性和耐热性，是目前应用最广泛的刀具材料。因刃磨时易获得锋利的刃口，故高速钢又称“锋钢”。（ 2）硬质合金硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化物（），用 i 作黏结剂烧结而成的粉末冶金制品。其常温硬度可达 78 82能耐 850 1000的高温，切削速度比高速钢高 4 10 倍，但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差，因此很少做成整体式刀具。实际使用中，常将硬质合金倒排焊接或用机械夹固在刀体上。综上所述，并根据该零件的结构工艺特性，确定该零件加工所用的刀具如表示。表刀具卡加工表面刀具名称刀具规格刀具材料刀具编号加工各平面面铣刀 100金中心孔中心钻 2 高速钢纹底孔麻花钻金第 8 页共 29 页孔口倒角锪钻 20 合金 20 孔的底孔麻花钻速钢 20 孔镗刀 20 合金纹丝锥金纹底孔麻花钻金纹丝锥金切削用量是在机床调整前必须确定的重要参数，它对切削力、功率消耗、刀具磨损、刀具耐用度、加工精度和表面质量等均有明显的影响。因此，合理选择切削用量对提高切削效率，保证加工质量和降低加工成本具有重要的作用。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能 (功率、扭矩 )，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。要确定合理的切削用量，既要从理论上充分认识切削用量，又要将理论上得出的切削用量运用到实际中去，这样才能综合机床、刀具、加工材料确定最佳的切削用量。在粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本。它的主要目的是快速地去除工件表面的残余金属，所以在机床功率允许的前提下应尽可能的提高效率，以便提高机床的利用率。在确定切削用量时，首先应该考虑切削深度，这样可以达到在短时间内快速除去金属的目的，提高单位时间内的切削量。在精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。它的目的是要得到加工尺寸和降低工件的表面粗糙度，理想的尺寸精度取决于机床精度和加工残余的均匀程度，因此，要避免在加工过程中受力的突然变化，使切削力均匀；工件的表面粗糙度主要取决于切削速度，切削速度的大小是由刀具直径的大小和主轴转速的高低决定的。该零件的切削用量可参见数控加工工序卡。第 9 页共 29 页第二章数控加工工序在数控机床上加工零件与普通机床加工相比，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按定位方式划分工序、按所用刀具划分工序、按粗、精加工划分工序、按加工部位划分工序等。本题中的零件可根据定位方式也可说是装夹次数来划分工序。具体工序如下：工序 1 铣装夹零件（平口钳装夹），加工 8 20 以及所在的平面，得到基准面 1。工序 2 铣加工两方腿的表面，保证总长为 70 工序 3 铣以基准面 1 定位，将基准面 1 贴在一平板上，在非加工面上用推板压紧（类似于平口钳的方式），铣其中一侧面，得到基准面 2。工序 4 铣以基准面 1和 2定位，非加工面上用推板压紧，加工另外一侧面及 9 划分工步主要从加工精度和效率两方面考虑。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。对于较复杂的工序，为了便于分析和描述，常在工序内又细分为工步。本题零件的工步内容可以参见工序卡片里的描述。铣平面的走刀路线加工孔的走刀路线第 10 页共 29 页加工侧面的走刀路线加工侧面孔的走刀路线编制工艺卡片是用来指导工人加工的，一般简易的工艺卡片中需编制简易的工艺流程、工序名称、工装等。固定产品的工艺卡片比较复杂，每一工步都需编制卡片，卡片中包含本工序加工图，加工刀具，测量量具，设备，定位等。本题中的工艺卡片见附录。第 11 页共 29 页第三章数控编程数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。（ 1）手工编程手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。（ 2）自动编程自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。综上所述，由于该零件的数控加工部分比较简单，无复杂的加工部分，因此可以直接采用手工编程来完成。从图 1 中可以看出，该零件较为规则，因此可以将工件坐标系设置在对称中心上，如图 3 所示。图 3 坐标系以下所有程序均为统代码编制。第 12 页共 29 页序 1 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀，面铣刀择停，用来校验换刀是否准确，首件加工时用 00 470 03 立工件坐标系，运动至加工起点，主轴正转，转速为 600 1 08 建立刀具长度补偿，切削液开速下刀至粗铣位置 200 粗铣平面 2000 到精加工位置 150 精铣平面 150 抬刀 06 换 2 号刀，中心钻择停 390 03 速定位第一个孔加工点 2 8 建立刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环 10 钻第二个孔第 3 个孔第 4 个第 5 个第 6 个第 7 个第 8 个第 9 个 0 钻第 10 个 00 消钻孔循环并抬刀 06 换 3 号刀，花钻第 13 页共 29 页择停 315 03 速定位第 1 个孔 3 08 建立刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第二个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔 00 消循环 06 换 4 号刀，锪钻择停 315 03 速运动到第 1 个孔上方 4 08 建立刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔 00 消循环 06 换 5 号刀，花钻择停 390 03 速定位到第 1 个孔 5 08 建立刀具长度补偿第 14 页共 29 页 83 2 立深孔啄钻循环第 2 个孔 00 消循环 06 换 6 号刀，镗刀择停 390 03 速运动到第 1 个孔 6 08 建立刀具长度补偿 76 2 立精镗孔循环第 2 个孔 00 消循环 06 换 7 号刀，纹刀择停 315 13 速定位第 1 个孔 ,刚性攻丝 7 08 建立刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹第 3 个螺纹第 4 个螺纹第 5 个螺纹第 6 个螺纹第 7 个螺纹第 8 个螺纹 00 消循环序结束序 2 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀选择停第 15 页共 29 页 54 470 03 立工件坐标系 1 08 调用刀具长度补偿速运动到粗加工位置 300 铣第一个脚 200 粗铣第 2 个脚 2000 800 快速运动到精加工位置 150 精铣第 1 个脚 300 470 铣第 2 个脚 150 抬刀序结束序 3 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀择停 90 470 03 立工件坐标系 1 08 调用刀具长度补偿 0 下到加工位置 150 铣削侧面 150 抬刀序结束序 4 的加工程序清单程序解释说明 06 换 1 号刀择停 90 470 03 立工件坐标系第 16 页共 29 页 1 08 调用刀具长度补偿到粗加工位置 200 粗铣侧面 2000 到精加工位置 470 铣侧面 150 抬刀 06 换 2 号刀，中心钻择停 90 370 03 立工件坐标系 2 08 调用刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔第 10 个孔第 11 个孔 00 消循环 06 换 3 号刀，头择停 370 03 速运动至第一个孔位置 3 08 调用刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第二个孔 00 消循环第 17 页共 29 页 06 换 8 号刀，头择停 340 03 速运动至第 1 个孔位置 8 08 调用刀具长度补偿 83 2 立深孔啄钻循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔 00 消循环 06 换 4 号刀，锪钻择停 370 03 速运动至第 1 个孔 4 08 调用 4 号刀具长度补偿 81 2 立钻孔循环第 2 个孔第 3 个孔第 4 个孔第 5 个孔第 6 个孔第 7 个孔第 8 个孔第 9 个孔第 10 个孔第 11 个孔第 18 页共 29 页 00 消循环 06 换 7 号刀，锥择停 370 13 速运动至第 1 个孔位置 7 08 调用刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹 00 消循环 06 换 9 号刀，锥择停 340 13 速运动至第 2 个孔位置 9 08 调用刀具长度补偿 84 2 立攻丝循环第 2 个螺纹第 3 个螺纹第 4 个螺纹第 5 个螺纹第 6 个螺纹第 7 个螺纹第 8 个螺纹第 9 个螺纹 00 消循环序结束第 19 页共 29 页第四章实体绘制该零件形状结构简单，在实体绘制过程中也比较容易，下面介绍一下制该零件实体的过程。绘制步骤如下：（ 1）绘制草图 1 打开 X 件，根据零件图纸上的尺寸在建模中绘制图示图形。图 2）拉伸草图选择拉伸工具，然后选择草图 1，在拉伸距离中输入 40，电击确定得到如图示图形。图 3）绘制草图 2 根据零件图纸，选择上表面作为草图面，绘制如图示草图（绿色部分）。图 3）拉伸除料选择拉伸工具，选择草图 2，在创建栏中选择求差，然后在结束值中选择“贯穿全部对象”，确定得到如图示图形。第 20 页共 29 页图理，运用拉伸除料，将其它孔绘制出来，最后的图形如图示。图第 21 页共 29 页设计小结通过这次的毕业设计书，使我懂得搞设计要联系实际，要跟实际应用结合起来，才能设计出合格使用的产品，也使我充分的了解合理的安排加工顺序可以缩短加工时间，提高生产效率，这是我们在切削加工中必须要掌握的，也是在实践中必须遵循的。虽然加工的方法有千万种，但是只要掌握了它正确的加工方法及思路就可以加工出合格的产品。第 22 页共 29 页致谢首先感谢我的父母，他们含辛茹苦把我养大 , 焉得谖草，言树之背，养育之恩 ,终生不忘 ,正是他们的大力支持才使我顺利地完成学业 ,在此，说一声，爸爸妈妈，你们辛苦了！愿爸爸妈妈健康、长寿、快乐。本设计是在指导老师的悉心指导下完成的。指导老师严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理本设计从着手到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了指导老师大量的心血。在此，谨向指导老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢学院领导为我们所提供良好的学习环境与学习器材，感谢系领导为我们的毕业设计开放了教室和提供便利条件，保证了毕业设计的顺利完成。三年来我能健康成长，学到知识，学到技能，学会做人，学会处事感谢三年来一直关心与帮助我的辅导员，以及各位专业老师们，在我大学的学习与生活中付出的心血与汗水，在以后的日子里，我一定铭记老师的教导，不断的去学习，努力完善自己，更好的发展自己，不使老师失望。在设计期间，得到很多的同学的关心和帮助，在此表示深深的感谢。没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的毕业设计的，同窗之间的友谊永远长存。感谢我的室友们，从遥远的家乡来到这个陌生的城市里，是你们与我共同维系着彼此兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。只是今后就难得再聚到一切吃顿饭了！没关系，各奔前程，彼此珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。感谢学院三年来对我的培育，是河池职业学院改变了我的人生，使我有了正确的人生观与价值观，让我对自己的未来有了更美好的憧憬。也感谢所有关心，帮助过我的人：我的兄弟姐妹，我的亲戚朋友。最后，在离别之际，为我的母校送上一份真诚的祝福，祝母校的明天更美好。第 23 页共 29 页参考文献 1.机械制造工艺与机床夹具机械工业出版社 2.数控技术机械工业出版社 3. 数控加工工艺及编程中国机械工业教育协会组编 4. 数控编程全国数控培训网络天津分中心编 5. 数控机床操

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