毕业设计典型铣削零件的加工

1、第 1 页 共 31 页 设设 计计 任任 务务 典型铣削零件的加工典型铣削零件的加工 设设 计计 要要 求求 1 1） 用用 cadcad 画出平面二维图。画出平面二维图。 2 2） 按图纸尺寸加工零件，保证加工精度，并画出合理的工艺流程图。按图纸尺寸加工零件，保证加工精度，并画出合理的工艺流程图。 3 3） 数控工艺设计的每个参数都要有据可查，并写清出处。数控工艺设计的每个参数都要有据可查，并写清出处。 4） 根据图纸零件进行编程，编出的程序要用仿真系统进行校验根据图纸零件进行编程，编出的程序要用仿真系统进行校验 设设 计计 完完 成成 后后 应应 交交 成成 果果 论文手写稿；论文手写稿

2、； 论文打印稿；论文打印稿； 数控加工工艺卡；数控加工工艺卡； 零件加工图纸；零件加工图纸； 毕业设计任务书；毕业设计任务书； 毕业设计电子稿毕业设计电子稿 设设 计计 进进 程程 20082008 年年 9 9 月月 6 6 日完成写作提纲；日完成写作提纲； 20082008 年年 1010 月月 2 2 日完成流程图；日完成流程图； 20082008 年年 1010 月月 1717 日完成手稿；日完成手稿； 20082008 年年 1111 月月 2020 日完成第打印稿；日完成第打印稿； 20082008 年年 1212 月月 3 3 号初完成定稿号初完成定稿. 指指 导导 教教 师师

3、评评 语语 评评 阅阅 教教 师师 评评 语语 设计成绩：设计成绩： 指导教师：徐慧指导教师：徐慧 评阅成绩：评阅成绩： 评阅教师：评阅教师： 答辩成绩：答辩成绩： 答辩负责人：答辩负责人： 成成 绩绩 总总 评：评： 负负 责责 人：人： 第 2 页 共 31 页 毕业设计任务书毕业设计任务书 9 四周 周边 2 5 6 4 31 序号 材料：45#锻件 其余 x y 深6 通孔 设计要求：设计要求： 1、 本任务书（包括原始图纸）需要保留，待答辩时备查，并封入论文档案袋中； 2、 用 autucad 画出零件图，需打印； 3、 按图纸尺寸加工零件，保证加工精度，并用 autucad 画出合

4、理的工艺流程图和刀具列表， 工艺设计的每个参数都要有据可查，需打印； 4、 根据图纸零件进行编程，编出的程序必须进行校验，否则不予答辩； 5、 对零件进行仿真加工或真实加工； 6、 按照 05 届毕业生格式要求书写论文，有手写稿和打印稿； 7、 答辩结束后，务必将所有的设计的电子资料和打印资料上交给指导老师。 第 3 页 共 31 页 摘要摘要 数控机床在现代制造业中起着越来越重要的作用，数控技术及数控机床的广泛应用，给 机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。随着自动编程 系统的发展，如 cad，pro/e 等软件的普及应用，数控机床编程工作越来越简化，为保证零

5、件加工质量，除了数控机床自身的精度外，还与数控加工中的工艺措施密切相关，它的发展 是信息技术(1t)与制造技术(mt)结合发展的结果。因此，在用数控机床进行机械零件加工时， 要充分考虑工艺问题对零件加工质量的影响。本篇论文主要说明数控加工的工艺过程以及如 何根据实际情况合理选择机床和夹具，在零件的工艺分析中主要是数控加工工艺路线的设计， 能够根据给出的图纸中准确的设计出数控加工工艺路线。零件程序的编写，根据零件的形状， 采用手动方式，运用自己所学的数控编程的知识编写出正确合理的程序。使其能够达到图纸 要求的尺寸，其中包括加工精度、表面粗糙度，垂直度等。这些问题都是我们在数控加工中 应该注意的问

6、题。 关键词关键词：数控机床；自动编程；冷却液；工艺。数控机床；自动编程；冷却液；工艺。 第 4 页 共 31 页 abstract cnc machine is playing a more and more important part in the modern production. revolutionary change nc technology and the widespread application of nc machine tools, machinery manufacturing to the industrial structure, product varie

7、ty and quality and production methods brought about a with the development of the automatic programming systerm,for ezample caxa、pro/e and so on.they have been used in all filds.the programming of cnc machine is becoming easier and easier.in oreder to keep the quality of the part maching.it relects

8、not only the cnc machine itself but also the way of cnc machining . it is the development of information technology (1 t) and manufacturing technology (mt) with the result of the development. so when we use cnc machine to make paer ,we should consider the effect of art problem to the quality of the

9、part maching.this text explain the maching process and how to choose the correct machine and tools according to the matter. the design is the subject of cnc milling and processing components, in the design process, the teacher asked us to use the knowledge of nc completion of the design features, in

10、cluding parts of nc machining process analysis, the preparation of the procedures parts, spare parts simulation.in parts of the process is the main line of cnc machining process designed to be given in accordance with the drawings in the design of the nc accurate processing line.part of the preparat

11、ion procedures, according to the shape of parts used manually, use their own most of the nc programming knowledge to write correct and reasonable procedure. enable them to meet the size requirements of the drawings, including the machining precision, surface roughness, the degree of vertical.these p

12、roblem are noticed in cnc maching. key words:cnc machine；auto-programming；cutting paste；craftwork. 第 5 页 共 31 页 目目 录录 摘要摘要.2 绪言绪言.6 1 数控加工概述数控加工概述 .7 1 11 1 数控加工的特点及发展趋势数控加工的特点及发展趋势 .7 1.1.1 数控加工的特点.7 1.1.2 数控加工的发展趋势.7 1 12 2 数控加工工艺内容及特点数控加工工艺内容及特点 .10 1.2.1 数控加工的工艺内容.10 1.2.2 数控加工的特点.11 1 13 3 数控加工

13、在机械制造业中的地位和作用数控加工在机械制造业中的地位和作用 .11 2 机械加工工艺设计机械加工工艺设计 .12 2 21 1 零件的工艺分析零件的工艺分析 .12 2.22.2 各种用量的确定各种用量的确定 .13 2.2.1 毛坯的选择.13 2.2.2 机床的选择.14 2.2.3 刀具的选择.14 2.2.4 切削用量及切削液的选择.15 2 23 3 确定加工顺序确定加工顺序 .15 2.3.1 切削加工顺序的安排原则.15 2.3.2 热处理工序的安排原则.16 2.3.3 辅助工序的安排.16 2 24 4 填写数控加工工艺卡填写数控加工工艺卡 .16 2 25 5 数控加工编

14、程数控加工编程 .18 2.5.1 铣四方台.18 2.5.2 键槽的加工.19 2.5.3 内轮廓加工.20 2.5.4 钻孔.21 3 数控加工仿真数控加工仿真 .23 3.13.1 数控加工仿真操作数控加工仿真操作 .23 3.1.1 数控加工仿真操作过程.23 第 6 页 共 31 页 3.2 数控仿真结果数控仿真结果 .23 总结总结.24 致谢致谢.25 参考文献参考文献 .26 第 7 页 共 31 页 绪言绪言 随随着着时时代代的的发发展展，社社会会的的进进步步，人人们们的的生生活活水水平平需需要要不不断断的的改改善善和和提提 高高，这这就就要要求求制制造造业业的的需需要要发发

15、展展和和前前进进，必必须须走走在在时时代代的的前前端端，而而数数控控技技 术术就就在在这这样样时时代代发发展展的的大大背背景景下下应应运运而而生生并并且且不不断断发发展展着着。 数数控控加加工工技技术术是是一一门门综综合合性性技技术术，由由传传统统机机械械加加工工技技术术和和先先进进的的计计算算 机机数数字字控控制制技技术术、信信息息处处理理技技术术等等集集成成。制制造造自自动动化化技技术术是是先先进进技技术术中中的的 重重要要组组成成部部分分，其其核核心心技技术术是是数数控控技技术术。 数数控控技技术术随随着着微微电电子子技技术术、计计算算机机技技术术、自自动动控控制制技技术术的的发发展展而

16、而得得到到 飞飞速速发发展展。数数控控技技术术极极大大地地推推动动了了计计算算机机辅辅助助设设计计、计计算算机机辅辅助助制制造造、柔柔 性性制制造造系系统统、计计算算机机集集成成制制造造系系统统、虚虚拟拟制制造造系系统统和和敏敏捷捷制制造造的的发发展展，并并 为为实实现现绿绿色色制制造造打打下下了了基基础础。数数控控技技术术在在现现代代企企业业的的大大量量应应用用事事制制造造技技术术 正正朝朝着着数数字字化化的的方方向向迈迈进进。出出现现了了以以信信息息驱驱动动的的现现代代制制造造技技术术，其其核核心心就就 是是数数控控加加工工设设备备替替代代了了传传统统的的加加工工设设备备。 与与此此同同时

17、时，数数控控技技术术正正朝朝着着高高精精度度、高高速速度度、高高柔柔性性、高高可可靠靠性性以以及及 复复合合化化的的方方向向发发展展。掌掌握握属属于于高高新新技技术术的的范范围围的的数数字字控控制制技技术术，又又要要具具备备 操操作作数数控控加加工工的的能能力力。 从从数数控控应应用用角角度度看看，数数控控技技能能型型人人才才既既要要掌掌握握属属于于高高新新技技术术的的范范围围的的 数数字字控控制制技技术术，又又要要具具备备操操作作数数控控加加工工的的能能力力。这这就就要要求求我我们们的的不不断断进进步步， 把把自自己己培培养养成成适适应应社社会会潮潮流流的的高高等等技技能能型型人人才才。 毕

18、毕业业设设计计是是大大学学学学习习的的最最后后一一个个教教学学环环节节，全全国国高高职职高高专专及及制制造造专专业业 教教学学指指导导委委员员会会第第三三次次会会议议记记要要指指出出，“毕毕业业设设计计题题目目应应该该以以产产品品（或或 工工程程）设设计计类类题题目目为为主主，尤尤其其要要鼓鼓励励去去工工厂厂从从高高真真实实产产品品设设计计” 。在在 实实际际工工程程设设计计中中，学学生生可可以以得得到到所所学学过过的的理理论论基基础础，技技术术基基础础，专专业业课课全全 面面的的训训练练，为为将将来来做做好好机机械械设设计计工工程程师师的的工工作作，提提供供全全面面的的锻锻炼炼机机会会。 通

19、通过过这这次次毕毕业业设设计计，我我在在数数控控加加工工工工艺艺分分析析、数数控控编编程程、数数控控仿仿真真方方 面面的的知知识识都都受受到到全全面面的的综综合合训训练练，使使我我受受益益匪匪浅浅。特特别别是是徐徐 老老师师在在 工工作作中中对对我我的的耐耐心心辅辅导导，他他对对学学生生强强烈烈的的责责任任感感和和严严谨谨的的治治学学态态度度，无无不不 给给我我以以深深刻刻的的影影响响。 由由于于类类似似的的大大型型课课题题在在本本校校第第一一次次接接触触，经经验验能能力力方方面面的的欠欠缺缺，错错误误 之之处处一一定定存存在在，恳恳请请各各位位老老师师给给予予批批评评指指正正。 第 8 页

20、共 31 页 1 数控加工概述数控加工概述 1 11 1 数控加工的特点数控加工的特点及发展趋势及发展趋势 1.1.11.1.1 数控加工的特点数控加工的特点 数控加工数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输 入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。 数控加工的特点数控加工的特点 a）自动化程度高 b）加工精度高 c）加工柔性高 d）生产效率高 e）经济效益明显 f）易于建立计算机通信网络 1.1.21.1.2 数控加工的发展趋势数控加工的发展趋势 数控技术的竞争是制造业竞争的核心，数控技术的普及使企业急需大批先进 数控机床，目前数控机床紧

21、缺，而数控技术的发展影响了制造业的竞争能力。因 此数控机床的研发与制造迫在眉睫。 数控加工与普通加工在方法与内容上有一些相似之处，但也有许多不同。最 大的不同表现在控制方式上。并且有广阔的发展趋势，主要体现在： a）高速化 b）多功能 c）智能化 d）高精度化 e）高可靠性 第 9 页 共 31 页 性能发展方向：性能发展方向： (1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。 由于采用了高速 cpu 芯片、risc 芯片、多 cpu 控制系统以及带高分辨率绝对式检 测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施， 机床的高速高精高效化已大大提高。 (2

22、)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计， 功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一 群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从 而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工， 正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台 机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、 多表面的复合加工。数控技术轴，西门子 880 系统控制轴数可达 24 轴。 (4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是

23、 如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实 现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合， 人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智 能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数 控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、 模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统 中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿 等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、 动态前馈功能，在压力

24、、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系 统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 功能发展方向：功能发展方向： (1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于 不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计 算机软件研制中最困难的部分之一。当前 internet、虚拟现实、科学计算可视化 及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专 业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、 第 10 页 共 31 页 三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图 和局

25、部显示比例缩放功能的实现。 (2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使 信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可 视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸 设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本 具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于 cad/cam，如自动编程设计、 参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视 化仿真演示等。 (3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插 补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2d+

26、2 螺旋插补、nano 插补、 nurbs 插补(非均匀有理 b 样条插补)、样条插补(a、b、c 样条)、多项式插补等。 多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补 偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀 具半径补偿等。 (4)内装高性能 plc数控系统内装高性能 plc 控制模块，可直接用梯形图 或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车 床铣床的标准 plc 用户程序实例，用户可在标准 plc 用户程序基础上进行编辑修 改，从而方便地建立自己的应用程序。 (5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和

27、通信技术于一体，使计 算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用 多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备 的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 体系结构的发展：体系结构的发展： (1)集成化采用高度集成化 cpu、risc 芯片和大规模可编程集成电路 fpga、epld、cpld 以及专用集成电路 asic 芯片，可提高数控系统的集成度和软 硬件运行速度。应用 fpd 平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科 技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示， 成为和 crt 抗衡的新兴显

28、示技术，是 21 世纪显示技术的主流。应用先进封装和 互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互 第 11 页 共 31 页 连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。 (2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的 功能需求，将基本模块，如 cpu、存储器、位置伺服、plc、输入输出接口、通讯 等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减， 构成不同档次的数控系统。 (3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在 任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机

29、床的画面可同 时显示在每一台机床的屏幕上。 (4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开 放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、 不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单 机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺 综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等 各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控 制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实 时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术

30、、多媒体技术、 cad/cam、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等 高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能 化、网络化。 1 12 2 数控加工工艺内容及特点数控加工工艺内容及特点 1.2.11.2.1 数控加工的工艺内容数控加工的工艺内容 a）根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。 b）用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单，或利用自动编程软件进 行 cad/cam 工作，直接生成零件的加工程序文件。 第 12 页 共 31 页 c）程序的输入或输出。 d）通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。

31、1.2.21.2.2 数控加工的特点数控加工的特点 a）工艺内容十分具体。 b）工艺的设计非常严密 c）注重加工的适应性。 1 13 3 数控加工在机械制造业中的地位和作用数控加工在机械制造业中的地位和作用 随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日 趋提高，更新换代频繁，生产类型由大批量生产向多品种小批量生产转化。因此， 对机械产品的加工相对地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。 由于数控机床综合应用电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型 机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此采 用数控加工手段，解决了机械制造业中常规加工技术

32、难以解决，甚至无法解决的 单件、小批量，特别是复杂面零件的加工。数控加工技术使机械制造业的发展进 入了一个新的阶段。目前，应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐 步扩大到汽车、造船、机床、建筑等机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。 数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设 备动作控制的技术，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数 字程序控制的技术，这种技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使 制造业成为工业化的象征。 第 13 页 共 31 页 2 机械加工工艺设计机械加工工艺设计 数控工艺设计与传统的工艺设计一样，也需要遵循分析零件图

33、，确定毛坯， 设计工艺过程，工序设计以及填写工艺文件等几大步骤，只是在工艺设计过程中， 应充分考虑数控加工的特点，相应地采取特殊的设计方法，数控工艺设计的最终 结果是形成数控加工程序和数控加工工艺文件。 2 21 1 零件的工艺分析零件的工艺分析 在制定零件的机械加工工艺时，首先要对照装配图分析零件的零件图，明确 零件在产品中的位置，作用及相关零件位置关系；然后着重对零件进行结构分析 和技术要求的分析，所要加工的零件图纸如图 21 所示： 图 2-1 零件加工合理性分析零件加工合理性分析 在进行数控加工的工艺性分析时，编程人员应根据所掌握的数控加工基本特 点及所用数控机床的功能和实际工作经验，

34、力求把这一前期准备工作做得更仔细， 更扎实一些，减少失误和返工。 第 14 页 共 31 页 零件图的工艺性分析零件图的工艺性分析 在审查与分析零件图之中的尺寸标注方法时应考虑到数控加工及编程的需要。 数控加工倾向于以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸，这样有利于编程，也 便于尺寸间的协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点一致性方面带来很 大方便。零件设计人员在标注尺寸时，往往较多的考虑装配等使用特性，常采用 局部分散的尺寸标注。数控加工的加工精度和重复定位精度很到，不会产生较大 的累积误差而破坏使用特性，因而可以将局部的分散尺寸标注改为集中尺寸标注 或坐标尺寸标注。 对以上零件图分析得；

35、零件图样的尺寸视图都完整，表达清楚，几何关系明 确，零件的工艺也很好，用铣削完成。为了锻炼我们实际加工和编程能力，可以 采用手动编程的方法加工，零件底座的四面粗糙度要求较高为 ra1.6，所以它的 加工应分粗、精加工两个阶段进行。以保证其粗糙度的要求。底座的上表面与下 表面又有平面度要求，这些都是在加工过程中应注意的问题。 2.22.2 各种用量的确定各种用量的确定 2.2.12.2.1 毛坯的选择毛坯的选择 零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程 的自动化，使余量的大小、如何装夹等问题在选 择毛坯时就要仔细考虑好，否则如果毛坯不适合， 数控铣削将很难进行下去。因此，对零件图进行 工艺分析后，

36、还应结合数控铣削的特点，对所用 毛坯进行工艺分析： （1）毛坯应有充分的加工余量，稳定的加工质量。 （2）考虑毛坯在加工时定位的可靠性与方便性。 （3）考虑毛坯的余量大小及均匀性。 综上所述，经过工艺分析并结合实际情况得总 图 2-2 加工余量为 1.5,可计算毛坯尺寸 100+2x1.5=103,145+2x1.5=148 所以本次设 计可以采用如图所示的毛坯。 第 15 页 共 31 页 2.2.22.2.2 机床的选择机床的选择 当工件的加工方法确定之后，机床的种类机床的种类就基本上确定了，但是 每一类机床都有不同的型式，它们的工艺范围、技术规格、加工精度和表面粗糙 度、生产率和自动化程

37、度都各不相同，为了正确得为每一道工 序选择机床，除了充分了解机床的技术性能外，通常还要 考虑以下几点： （1）工序节拍适应性 （2）形状尺寸适应性 （3）加工精度适应性 （4）经济适应性 综合考虑上述因素，本次设计可以采用华中立式铣床。 图 2-3 2.2.32.2.3 刀具的选择刀具的选择 刀具的选择是数控机床加工工艺设计中的重要内容，刀具选择合理与否不仅 影响数控机床的加工效率，而且还直接影响加工质量，选择刀具通常要考虑数控 机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的机床切削方法相比数控 机床切削方法对刀具的要求更高，不仅要求刀具的精度高，刚性好，耐用度高， 而且还要求刀具的尺寸稳

38、定，安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数 控机床加工刀具，并优选刀具参数。 根据零件结构特点，本次加工具体刀具及加工表面如下表。 表 2-1 加工刀具卡片 产品名称或代 号 零件名称零件图号 刀具 序号 刀具 号规格尺寸 数 量 刀长 （mm） 加工表面备注 1t0150 盘铣刀150毛坯外表面手动 2t0214 立铣刀120四方台和槽自动 3t0310 键槽铣135内轮廓自动 第 16 页 共 31 页 刀 4t042 中心钻15钻引导孔自动 5t056 钻头166.7孔加工自动 6t0610 钻头166.735 圆面自动 7t0710 铰刀170铰通孔手动 8t08丝锥130内罗纹

39、手动 2.2.42.2.4 切削用量及切削液的选择切削用量及切削液的选择 切削用量的大小对切削力、切削效率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有 显著影响。选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分 发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。 在金属切削过程中，合理选择切削液，可以改善工件与刀具间的磨檫状况， 降低切削力和切削温度，减轻刀具磨损，减小工件的热变形，从而可以提高刀具 耐用度，提高加工效率和加工质量。 综上所述，由于铣削时留 0.5mm 精加工余量，选择主轴转速与进给速度时， 先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后利用公式 n=1000vc/

40、3.14*d,vf=n*z*fz 计算主轴转速和进给速度。 （计算过程从略） 2 23 3 确定加工顺序确定加工顺序 2.3.1 切削加工顺序的安排原则 （1）基面先行原则。 （2）先粗后精原则。 （3）先主后次原则。 （4）先面后孔原则。 （5）先内后外原则上道工序的加不能影响下道工序的定位与夹紧。 （6）相同安装方式或同一刀具加工的工序,最好连续进行,以减少重复定位 第 17 页 共 31 页 次数。 （7）在同一安装中进行的各道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 2.3.22.3.2 热处理工序的安排原则热处理工序的安排原则 （1）退火、正火常安排在毛坯制造之后，粗加工之前。 （2

41、）时效处理最好安排在粗加工之后，半精加工之前。 （3）淬火一般安排在精加工之前 （4）渗碳一般安排在精加工之前 （5）渗氮应尽量靠后安排。 2.3.32.3.3 辅助工序的安排辅助工序的安排 辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、退磁和检验，其中检验工序 是主要的辅助工序，它对产品的质量有重要的作用。 综合上述，可以完成本次的工序安排，具体见加工工序卡片。 对刀点是数控加工中刀具相对工件的运动起点，也可以叫作程序起点或起刀 点，其选择原则如下：找正容易，编程方便，对刀误差小，加工时检查方便、可 靠。 换刀点加工过程中更换刀具的位置，为了防止换刀时碰伤零件或夹具，换刀 点常设置在被加工零件的

42、外面。 综上所述，可以确定本次设计的对刀点和换刀点，具体在程序中可以体现。 2 24 4 填写数控加工工艺填写数控加工工艺卡卡 表表 2-2 数控加工工序卡片数控加工工序卡片 产品名称或代 号 零件名称零件号 单位 名 第 18 页 共 31 页 程序编号夹具名称使用设备车间 平口虎钳华中数控铣床 工步 号 工艺内容 刀 具 号 刀具规 格 （mm） 主轴转 速 (r/min) 进给速度 （mm/min ） 背吃刀 量 （mm） 备 注 1铣毛坯四周 a 面t01 50 盘 铣刀 800 500 80 50 1.5 0.5 手 动 2铣毛坯四周 b 面t01 50 盘 铣刀 500601.5

43、手 动 3铣毛坯四周 c 面t01 50 盘 铣刀 500 1500 60 60 1.5 0.5 手 动 4铣毛坯四周 d 面t01 50 盘 铣刀 500601.5 手 动 5铣毛坯四周 e 面t01 50 盘 铣刀 500601.5 手 动 6铣毛坯四周 f 面t01 50 盘 铣刀 500601.5 手 动 7粗铣外轮廓t02 14 立 铣刀 8001008 自 动 8精铣外轮廓t02 14 立 铣刀 8001008 自 动 9粗精铣内轮廓t03 10 键 槽铣刀 10001202.5 自 动 10钻引导孔t04 2 中 心钻 500100.5 自 动 11钻 6 通孔t05 6 钻 头

44、 12005025 自 动 12扩孔t06 10 钻 头 8003025 自 动 13镗孔t07 10 镗 刀 5003020 自 动 14 加工内罗纹t08 m8 丝锥手 动 18 检验零件 第 19 页 共 31 页 2 25 5 数控加工编程数控加工编程 数控编程是指根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求，将零件加工的 工艺顺序、工艺内的工步安排，刀具相对于工件运动的轨迹与方向（零件轮廓轨 迹尺寸） 、工艺参数（主轴转速、进给量、切削深度）及辅助动作（变速、换刀， 冷却液开、停，工件夹紧、松开等）等，用数控系统所规定的规则、代码和格式 编制成文件（零件程序单） ，并将程序单的信息制作成

45、控制介质的整个过程。从 广义上讲，数控加工的编制包含了数控加工工艺的设计过程。 在数控编程之前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、cnc 系统所具 备的功能及编程指令格式等。 数控编程的格式如图所示 图图 2 24 4 2.5.12.5.1 铣四方台铣四方台 仿真如图 图 2-4 程序如下 %o0001 程序段号程序段内容注解 零件图纸 工 艺 分 析 数 学 处 理 编 写 程 序 单 制备 控制 介质 输入 数控 系统 校验 和 试切 修正 错误 第 20 页 共 31 页 2.5.22.5.2 键槽的加工键槽的加工 仿真如图 图 25 程序如下： %o0002 程序段号程序段内容注解

46、 n01m03s800 n02g54g90g43g00x-100y-100z100h01 建立刀补 n03z2 z 向下刀 n04m98p0002 子程序调用 n05g24x0 镜像 n06m98p0002 n07g24y0 n08m98p0002 n01m03s800 n02g54g90g43g00x-100y-100z100h01 建立刀补 n03z2 n04g01z-16f100 z 向下刀 n05g42g01x-61.1863y-50d01 轮廓加工 n06x-38.3431y-27.1569 n07g03x-49.6569y-15.8431 n08g01x-72.5y-38.6863

47、 n09g49g00z100 取消刀补 n10g40x0y60 取消刀补 n11m05 程序结束 n12m30 返回 第 21 页 共 31 页 n09g25x0 n10m98p0002 n10g25y0 n11m98p0002 n12g00z100 n13m05 主轴停 m30 程序结束并返回 n14%0002 子程序开始 n15z-16 n16g41g01x-61.1863y-50d01 n17x-38.3431y-27.1569 n18g03x-49.6569y-15.8431r8 n19g01x-72.5y-38.6863 n20z20 n21m99 子程序结束并返回 主程序 2.5.

48、32.5.3 内轮廓加工内轮廓加工 ： 仿真完成图如下 图 2-6 程序如下： %o0003 程序段号程序段内容注解 n01m03s800 n02g43z100h01 建立刀具长度补偿 n03g00x0y-10 n04g41g01x27.9701y-18.4943z-2f10d01 建立刀具半径补偿 n05g03x26.4547y-8.9073r6 n06g02x26.4547y8.9073r10 n07g03x27.9701y18.4943r6 第 22 页 共 31 页 n08g01x18.4943y27.9701 n09g03x8.9073y26.4547r6 n10g02x-8.907

49、3y26.4547r10 n11g03x-18.4943y27.9701r6 n12g01x-27.9701y18.4943 n13g03x-26.4547y8.9073r6 n14g02x-26.4547y-8.9073r10 n15g03x-27.9701y-18.4943r6 n16g01x-18.4943y-27.9701 n17g03x-8.9073y-26.4547r6 n18g02x8.9073y-26.4547r10 n19g03x18.4943y-27.9701r6 n20g01x27.9701y-18.4943 n21z20 n22g49g00z100 取消长度补偿 n23

50、g40x0y60 半径补偿取消 n24m05 主轴停 n25m30 程序结束并返回 2.5.42.5.4 钻孔钻孔 仿真完成图如下： 图 2-7 程序如下： %o0004 程序段号程序段内容注解 n01m03s800 n02g00g43z100h01 建立刀具长度补偿 n03g83x0y31z-30r4q4p2 钻孔 n04x31y0 n05x0y-31 第 23 页 共 31 页 n06x-31y0 n07x37.5y37.5 n08x-37.5y-37.5 n09z20 n10g49g00z100 取消刀具长度补偿 n11g40x0y60 半径补偿取消 n12m05 主轴停 n13m30

51、程序结束并返回 仿真完成图如下： 图 28 程序如下： %o0005 程序段号程序段内容注解 n01m03s800 g00g43z100h01 建立刀具补偿 g83x0y31z-30r4q4p2 大钻头扩孔 n04x31y0 n05x0y-31 n06x-31y0 n07x37.5y37.5 n08x-37.5y-37.5 n09z20 n10g49g00z100 取消长度补偿 n11g40x0y60 半径补偿取消 n12m05 主轴停 n13m30 程序结束并返回 第 24 页 共 31 页 3 数控加工仿真数控加工仿真 数控加工仿真系统是为了满足企业数控加工培养和高校数控技术教学的需要而研

52、 制开发的。现在国内流行的数控加工仿真系统有很多，有上海宇龙数控加工仿真 系统、南京宇航数控加工仿真系统、北京斐克数控加工仿真与远程教学系统软件 一般可以实现数控车、数控铣和加工中心的加工全过程的仿真，其中包括毛坯定 义与装夹，刀具选用与安装，零件坐标系的设置，数控系统的输入、编辑和调试， 加工以及各种错误检测功能。 3.13.1 数控加工仿真操作数控加工仿真操作 3.1.1 数控加工仿真操作过程数控加工仿真操作过程 （1）按下“启动”按钮，启动系统，旋开“急停”按钮； （2）机床回参考点； （3）装夹工件； （4）调入或输入加工程序 （5）程序校验； （6）装刀； （7）对刀，设定工件坐标系； （8）自动加工； 3.2 数控仿真结果数控仿真结果 图 31 第 25 页 共 31 页 总结总结 本次设计任务的完成，让我学到了许多东西，使我对数控加工有了更深刻的 认识，从最初的选择毛坯到零件的成型，我翻阅了大量的参考资料，这一过程使 我对数控有了更充分的了解，对学过的知识进行了巩固，也在其中学会了许多新 的技巧性的东西