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1、数控编程设计说明书零件的加工工艺性分析1 零件工艺分析该零件主要由平面、外形轮廓、孔系、凹槽、曲面等组成结构形壮较复杂且为方形的零件，很适合加工中心进行加工。从尺寸精度上看，中间型腔的长度、宽度尺寸要求较高，粗糙度要求也很高为Ra1.6孔10H7的轴线到零件右边的距离尺寸 较高，其尺寸为102.28社0.017mmi孔32的尺寸要求也较高， 其轴线到零件右边距离尺寸较高为136士 0.02mm且孔壁的粗糙度 也有要求为Ra16从零件图中可看出凹梢壁也有粗糙度要求为 Ra1.6曲面也有一定的尺寸精度要求，另零件的上表面对下表面 有平行度要求及零件的上表面对右侧面有垂直度要求。此外，该零件的轮廓要

2、素描述、尺寸标注均完整，该零件在加工时需准确定位，以保证各个精度的要求。2 .确定装夹方案为了使工序基准与定位基准重合，并敞开所有的加工部位，减小定位误差应以下表面、前表面及后表面为基准面。此零件采用平口钳进行装夹，并用百分表校正平口钳固定钳口，使之与工作台 X 轴移动方向平行。为了增加平稳度、便于装夹，在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块的厚度与宽度适当） ，利用木锤敲打工件，使平行块不能移动后夹紧。工作原点选在曲面的中心，装夹定位简图如图 1 1所示:图1-13毛坯的类型及材料的分析该零件形壮为方形，故毛坯也选用方形材料。材料为 LY (硬 铝)，且表面的粗糙度、平行度及垂

3、直度均在普通机床上加工达 到要求，该材料切削加工性能较好，不需要进行热处理，但在加 工过程中容易粘刀，故在加工时要开冷却液。毛坯的尺寸为 160X120X30mm.4 .确定加工顺序及加工路线由于该零件比较复杂，加工部位比较多，因而需要采用多把 刀具才能完成所有的切削加工。按照基面先行、先面后孔、先粗 后精的原则确定加工顺序，外轮廓采用顺铳加工，刀具沿切线方 向切入与切出。具体的加工顺序及走刀路线如下：(1)粗铳带多个圆弧的型腔由于是粗铳，可以选用一把刀具将整个型腔铳出来，选用合适的硬质合金三刃立铳刀，走两次即可铳完，粗铳时留 0.2mm的铳削余量其进给路线如图1-2所示(2)精加工带多个圆弧

4、的型腔，具加工路线同图1 2。，一，、， 1 o 4口，。27,，、人、一、(3)粗加工宽度为0 mm的凹梢，粗加工时宽度合深度土匀留0.2mm的加工余量，其加工进给路线如图1-2所示。1 r +DR27 ，一一(4)精铳宽度为0 mm的凹梢，宽度方向两边各铳一刀致 要求的尺寸，深度致10 1' mm,其进给路线图如图12所示。(5)粗铳R24圆弧处的外形轮廓，必须选用直径小于或等于12mm的铳刀，否则就会出现过切，加工留 0.2mm的余量，其进给路线图如图1-2所示(6)精加工R24圆弧处的外形轮廓，加工时留0.2mm的加工余量, 其进给路线图如图1 2所示。(7)孔系的加工孔加工前

5、，为便于钻头引正，选用中心钻加工中心孔然后在 钻孔。内加工的方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精 度和粗糙度。对于精度较高、粗糙度 Ra值较小的表面，一般不 能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。该零件 的孔系加工方案的选择如下：a.孔中32,表面粗糙度值为Ra1£选择“钻粗锤半精链精链”的方案，留给精加工的余量为 0.2mm,其进给路线如图1 3所示。b.孔中10H7,表面粗糙度为 Ra3.2无尺寸公差要求，选择“钻绞”方案，留给精加工的余量为 0.2mm,其进给路线如图1 3所示。c 螺纹孔4XM10， 采用先钻底孔后改用丝锥攻丝的加工方发，其进给路线如图1 3

6、所示。( 8)曲面的加工a.中间型腔凸台曲面的加工，采用球头铳刀用“行切法”来加工，留给精加工的余量为0.2mm,其进给路线如图1 4所示。b.32孔口处倒圆，由于表面粗糙度要求不高，可采用立铳刀或球头铳刀来加工，留给精加工的余量为 0.2mm,其加工路线图如图 1 5所示。二、数控加工的工艺分析1 .机床设备的主要技术参数结合实际的加工及经济方面的因素， 选用JCS-01瞰控立式加工中心数控系统为FANUC BZSKTCM2 .各个加工表面加工方法及方案的分析(1)粗加工带多个圆弧的型腔经过粗略计算可知该轮廓于曲面间的最小距离为16.23mm所以选择的刀具直径应比该距离要小点，选用刀具直径为

7、 中14mm比较合适，刀具号为T01粗加工时的切削用量经查资料和通过公式Vf=f x n及n=1000Vc/兀D计算可知主轴的转速为800r/min,进给速度 Vf=80mm/min,切削深度为5mm,分两次切削(2谓加工带多个圆弧的型腔精加工可选用粗加工的刀具，切削参数为：主轴转速S=1000r/min,进给速度 Vf=60mm/min,切削深度 p=0.2mm.q o +0,027m密(39加工0 X 10 o 的凹梢受梢宽的限制且需要精加工，应选择直径为11mm的硬质合金三刃立铳刀进行粗加工，刀具号为 T02,粗加工时的切削参数为：主轴转速S=700r/min,进给速度Vf=70mm/m

8、in,切削深度p=5mm,分两次切削.q +0.C27帚口葩2，(4谓加工"o x 10 o 的凹梢精加工选用粗加工时所用的刀，切削参数为：主轴转速S=900r/min,进给速度 Vf=50mm/min,切削深度 p=0.2mm.(5海加工R24的圆弧外形轮廓因为最小的圆弧为R6故可重复选用T02刀具,粗加工时的切削参数为 :主轴转速S=700r/min,进给速度Vf=70mm/min,切削深度p=5mm.(6谓加工R24的圆弧外形轮廓选用上步用的刀具，切削参数为：主轴转速S=900r/min,进给速Vf=50mm/min,切削深度 p=0.2mm.(7)钻所有孔的中心孔选用中3mm

9、的中心钻，刀具号为T03.切削参数为：主轴转速S=1200r/min，进给速度Vf=120mm/min,切削深度p=5mm.(8)加工 中32mm的孔加工(孔径较大，且有精度要求：应先钻底孔，再镗孔“粗镗 -半精镗-精镗”)选用中27的钻头，刀具号为T04,切削参数为：主轴转速S=300r/min,进给速度Vf=40mm/min, 钻深为 35mm.(9海链32mm的孔选用内孔链刀，刀具号为T05相链至中30切削参数为:主轴转速 S=500r/min,进给速度 Vf=80mm/min,背吃刀量为xp=1.5mm.(10泮精链32mm的孔选用上步所用的链刀，半精链至中31.6mm切削参数为：主轴

10、转速 S=700r/min,进给速度 Vf=70mm/min,背吃刀量为xp=0.8mm.(11滞链 32mm的孔选用上步所用的刀具，切削参数为：主轴转速S=1000r/mm,进给速度 Vf=60mm/min,背吃刀量为 xp=0.2mm.(12)加工 中10H7的孔选用直径为 9.8mm的直柄麻花钻，刀具号为T06,切削参数为 :主轴转速 S=600r/min, 进给速度Vf=60mm/min, 钻深为 35mm.(13)绞孔加工选用直径为 10mm的机用绞刀，刀具号为T07切削参数为:主轴转速S=100r/min,进给速度 Vf=40mm/min,切削深度 p=0.1mm.(14)4-M1

11、0的螺纹孔加工螺纹的实际牙型高度可通过公式h=0.6495P 计算得出.查有关书籍可知M10的螺纹孔螺距为1.5，计算可得h=0.97425，螺纹的内径D=8.375mm.故选用(&8.4mm的直柄麻花钻，刀具号为 T08,切削参数为：主轴转速S=450r/min,进给速度 Vf=60mm/min, 钻深为 35mm.(15汲4-M10的螺纹孔选用 M10的丝锥，刀具号为 T09,切削参数为：主轴转速S=60r/min, 进给速度 Vf=50mm/min.(16滞力口工 中32mm孔口的倒圆角选用上步所用的刀具，切削参数为：主轴转速S=800r/min,进给速度 Vf=1000mm/m

12、in,每次切削深度为p p=0.1mm.(17)精加工中间型腔的凸台曲面选用上步加工用的刀具,切削参数为:主轴转速S=800r/min,进给速度Vf=1000mm/min,每次切削深度为 p p=0.1mm.加工R3圆角曲面的程序为程序为 :O0007O0008G54G90G17G21G40T01G54G90G18G21G40T10N1 M03S700;N2 G00 XO YO Z150.0;中间型腔的凸台曲面N1 M03S800;N2 G00 X-22.0Y-24.0 Z150;N3 G43 Z5.0 H01;N4 GO1 Z0 F100;N5 G01 X-15.0;N6 #1=-24.0;

13、N7N8 G02 X15.0 Y#1N9 #1=#1+0.1;N10 G01 Y#1 F100;N11 G03 X-15.0 Y#1N12#1=#1+0.1;N13 G01 Y#1 F100;N14ENDW;N15Z0;N16 G00 G49 Z150.0;N17 M30;N3 G43 Z50.0 H01;N4X-86.0 Y0;N5Z-3.0;N6 G01 X-102.0 F100;N7#1=0;WHILE#1LE24;N8 WHILE#1LE90;R25.0 F70;N9#2=3*COS#1-105.0;N10#3=3*SIN#1-3.0;N11 G01 X#2 F80;R25.0 F70

14、;N12Z#3;N13 GO2 I-#2-86 F70;N14#1=#1+1.5;N15 ENDW;N16 G00 G49 Z100.0;N17 M30;3 .必要的轨迹点坐标的计算(1)铣深度为10的外形轮廓的坐标点A(-112.558,-68.000) B(-102.166,-60.000) C(-85.943,-31.000)D(-90.386,-23.596) E(-110.000,0)F(-128.000,0)G(-108.708,-35.332) H(-112.132,-41.262) 1(-113.479,-33.922)J(-113.308,-43.828) K(-123.00

15、0,-43.828) L(-123.000,-68.000)n 4。027 o ,0©E(2淞1己。 x 1口口的梢的坐标点(-87.1549,-68.0000馋(-94.0831, -68.0000)3) (-53.091,-3.000)(-90.619,68.000)(-89.464,-68.000)(-79.072,-60.000)©(-46.163,-3.000)(-46.163,3.000)(-83.536,66.000)(-92.928,60.000)(11) (-60.0194 3.00。(12) (-60.0194 -3.000)(13) (-92.92&a

16、mp; -60.000 (14) (-91.773 -68.000)(3激中间型腔必要的坐标点(-27.500,0)(-40.000,0)(-32.1288,-39.999)5) (-21.9288,-45.999)(15.000,-50.000)(21.9288,-45.999)(40.000,-32.000) (11)(40.000,0)(13)(32.1288,39.999) (14)(21.9288, 45.999)(16)(-15.000,50.000) (17)(-21.9288,45.999)(19)(-40.000,32.000) (20)(-15.000,0)(22)(15.

17、000,24.000)(24)(-15.000,-24.000)(25)(-27.500,5.500)(4%占中心孔的坐标点(-86.000,0)(-52.287,0)(-40.000,-32.000)(-15.000,-50.000)(32.1288,-39.999)(12)(40.000,32.000)(15)(-15.000, 50.000)(18)(-32.1288,39.999)(21)(-15.000,24.000)(23)(15.000,-24.000)(-38.000,48.000)(-38.000,-48.000)(38.000,48.000)(38.000,-48.000)

18、 (-137.793,0)4.详细的程序清单Ospp1N1G54G90G17G21G40 T01粗铳中间的型腔）N2M03 S800;N3G00 X0 Y0 Z100;N4 #101=0;N5 #26=4.85;N6 #14=4.85;N7 #9=80;N8 #4=1;N9 M98 Pspp2;N10#101=-4.58;N11#26=-9.7;N12#14=4.85;N13#9=80;N14#4=1;N15M98 Pspp2;N16M03 S1000精铳中间的型腔）N17#101=-9.7;N18#26=-10;N19#14=0.3;N20#9=60;N21#4=2;N22M98 Pspp2

19、;N23G40 G00 X0 Y0;N23Z150 M05;N24M06 T02;想铳凹梢）N25G00 X-90.619 Y-68;N26M03 S700;N27G43 Z-4.85 H02;N28G01 X-53.091 Y-3F70;N29G03 Y3 R6 F65;N30G01 X-90.619 Y68;N31G00 Z-9.7;N32G01 X-53.091 Y3;N33G02 Y-3 R6;N34G01 X-90.619 Y-68;N35G00 Z-10;N36M03 S900;精铳凹梢）N37G41 G01 X-79.072 Y-60 D2 F50;N38X-46.163 Y-3

20、;N39G03 Y3 R6;N40G01 X-82.536 Y66;N41G03 X-92.928 Y60 R6;N42G01 X-60.019 Y3;N43G02 Y-3 R6;N44G01 X-92.928 Y-60;N45G40 X-91.773 Y-68;N46G00 Z150;N47M03 S700;粗铳左边台阶外形轮廓）N48G00 X0 Y0 Z100;N49#26=-4.85;N50#9=70;N51#4=1;N52M98 Pspp3;N53M22;N54 MP8 Pspp3;N55M23;N56#26=-9.7;N57M98 Pspp3;N58M22;N59M98 Pspp3

21、;N60M23;N61M03 S900;精铳左边台阶外形轮廓）N62#26=-10;N63#9=50;N64#4=2;N65M98 Pspp3;N66M22;N67M98 Pspp3;N68M23;N69G00 G49 Z150 M05;N70M06 T03僚占所有孑L白中心孔）N71G00 X-120 Y0 Z200;N72M03 S1200;N73G43 Z50 H03;N74G81 G99 X-86 Y0 Z-4 R3 F120;N75G98 X-52.287 Y0 Z-14 R7 F90;N76G99 X-38 Y48 Z-4 R3 F90;N77X38;N78Y-48;N79G98

22、X-38;N80G00 X-120 Y0 M05;N81G49 Z100;N82M06 T04;侬 32的孔的底孔）N83G00 G43 Z50 H04;N84M03 S300;N85G98 G73 X-86 Y0 Z-35 R3 Q3 F40;N86G80 G49 G00 Z100 M05;N87M06 T05;冲镇 中32的孔）N88G00 G43 Z50 H05;N89M03 S500;N90G99 G85 X-86 Y0 Z-35 R3 F80;N91M03 S700绊精链 中32的孔）N92G99 G85 X-86 Y0 Z-35 R3 F70;N93M03 S800;精链 中32的

23、孔）N94G98 G76 X-86 Y0 Z-35 R3 F60;N95G80G49 G00 Z100M05;N96M06T06;侬10H7的底孔）N97M03S600;N98G00G43 Z50 H06;N99G98 G73 X-52.287 Y0 Z-35 R-7 Q3 F60;N100 G80 G00 G49 Z100 M05;N101 M06 T07;皎 10H7 的孔）N102 G00 G43 Z50 H07;N103 M03 S100;N104 G98 G85 X-52.287 Y0 Z-35 R-7 F40;N105 G80 G00 G49 Z100 M05;N106 M06 T

24、08;侬4X M10的螺纹底孔）；N107 G00 G43 Z50 H08;N108 M03 S450;N109 G99 G83 X-38 Y48 Z-35 R3 Q3 F60;N110 X38;N111 Y-48;N112 G98 X-38;N113 G80 G49 F00 Z100 M05;N114 M06 T09;故:4XM10 的螺纹孔）N115 G00 G43 Z50 H09;N116 M03 S60;N117 G99 G84 X-38 Y48 Z-30 R3 P1000 F50;N118 X38;N119 Y-48;N120 G98 X-38;N121 G80 G49 G00 Z1

25、00 M05;N122 M06 T02;冲倒R3的圆角）N123 G43 G00 X0 Y0 Z50 H02;N124 M03 S800;N125 X-86 Y0;N126 Z-3;N127 G41 G01 X-102 D1 F1000;N128 #101=0;N129 WHILE #101 LE 90;N130 #102=3*COS#101-105;N131 #103=3*SIN#101-3;N132 G01 X#102 F80;N133 Z#103;N134 G02 I-#102-86 F70;N135 #101=#101+1.5;N136 ENDW;N137 G49 G00 Z150;N

26、138 G40 G00 X0 Y0 M05;N139 M06 T10;精加工中间凸台曲面）N140 G54G90G18G21G40;N141 M03 S800;N142 G43 G00 Z50;N143 X-22 Y-24;N144 G01 Z0;N145 X-15 F1000;N146 #25=-24;N147 WHILE #25 LE 24;N148 G02 X15 Y#25 R25;N149 #25=#25+0.1;N150 Y#25 F100;N151 G03 X-15 Y#25 R25 F1000;N152 #25=#25+0.1;N153 G01 Y#25 F100;N154 ENDW;N155 Z1;N156 G49 G00 Z150;N157 M30;子程序 :Ospp2N1G00X-22.5 Y0;N2G01Z#10