毕业论文数控铣床零件加工工艺分析与程序设计

1、毕业设计郑州电力职业技术学院毕业设计（论文）题 机电工程系机电一体化10机电二班系 专 班 4/27/202227- 1 -毕业设计目 录二、配合件设计的内容及步骤 1、零件加工工艺的分析1.1 零件的技术要求分析1.2 零件的结构工艺分析 2、编程尺寸的确定2.1 计算各节点的坐标尺寸 4、工艺过程设计4.1 板料凸件加工工步顺序的安排 4.2 板料凹件加工工步顺序的安排 5、选择机床、工艺装备等5.1 刀具的选择方案 5.2铣削用量的确定 6、确定切削用量7、工艺文件7.1 工序卡片 7.2 刀具卡8、编制加工程序单4/27/202227- 2 -摘要关键词: 铣削、钻削、绞削、 CAD/

2、CAM薄壁板类配合件零件加工毕业设计1、零件加工工艺的分析零件的尺寸公差在0.050.1mm生变形，处理不好可能会导致其壁厚公差及表面粗糙度难以达到要求。的一个平面为粗基准定位，将毛料的精加工定位面铣削出来，并达到规定的要求和质量，作为夹持面，再以夹持面为精基准装夹来加工零件，最后再将粗基准面加工到尺寸要求。材料名称: 铝 型材热处理：正火。强度较高，塑性和韧性尚好，最常用中碳调质钢，综合火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件。零件形状如1-1、1-2图所示，有零件基本尺寸：110110304/27/202227- 4 -;大小以及学校现有的设备要求，选择零件的材料。：材料的力学性能：毕

3、业设计屈服强度:355(MPa)；延 长 率:16%断面收缩率:40%；布氏硬度: ：批量大小：小批量生产：零件形状尺寸：由零件凸模 ：学校现有的设备：立式加工中心2）毛坯的选择选择毛坯尺寸为 116mm116mm34mm 的铝材，类型为型材。4、工艺过程的设计1）选择定位基准：通常毛料未经任何处理时，外表有一层硬皮，硬度很高，很容易磨损刀具，在选择走刀方式时加以考虑选择逆铣，还有毛刺，装夹前应进行钳工去毛刺处理，再以面作为粗基准加工精基准定位面。凸件 ：任选 34mm 的面用面铣刀加工，即为定位基准。凹件 ：任选 34mm 的面用面铣刀加工，即为定位基准2）选择毛坯各表面加工方法：由于轮廓薄

4、壁太薄，对其划分工序考虑要全面，先对受力大的部位先加工，刀，所以选择加工方案要综合考虑。3）确定加工顺序：铣削底面和侧面凸件：粗铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣内轮廓（挖槽）编程去除槽内多余残料铣槽内圆孔粗铣槽内凹球槽粗铣外轮廓粗铣凸台编程去除多余残料精铣椭圆槽精铣槽内球槽精铣凸台精铣夹持面 。 选择与之前加工完成的 34mm 面相邻的 34mm 面加工，用夹具将工件夹持稍微可以松动，目测之前加工的面与夹具底面垂直，然4/27/202227- 8 -毕业设计后用千分尺测是否垂直，读表后，用扳手轻微修改工件垂直度，直到工件垂直为止，夹紧，然后用面铣刀加工切削量不要太多（11.5mm 将工件旋转

5、90 G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到 116mm113mm34mm 。 将工件旋转 90 度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到 113mm113mm34mm 。 然后加工 113mm113mm 的面，用 G92 指令和面铣刀将此面稍微洗掉一点（11.5mm） 。 将工件翻过来切削另一面，用 G92 指令和面铣刀稍微切掉一点，以此面为零点，将工件切削到 113mm113mm32mm 。 精铣上平面，工件尺寸铣过之后为 113mm113mm30mm 。 粗铣长半轴为 X为 39 短半轴 Y为 29 的椭圆槽，以及去除残

6、料。 铣直径为 8 的内圆孔，粗铣球半径为 15 的球槽。 粗铣凸台，去除多余残料。 精铣椭圆槽（X40，Y30 SR15 的球槽，精铣凸台。+1 将工件旋转精铣夹持面 110mm110mm30mm 。凹件：粗铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣凹槽编程去除凹槽中多余残料粗铣定位槽精铣槽底面精铣定位槽翻面铣掉夹持面。 选择与之前加工完成的 34mm 面相邻的 34mm 面加夹紧，然后用面铣刀加工切削量不要太多（11.5mm 将工件旋转 90 度至未加工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92 指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到 116mm113mm34mm 。 将工件旋转 90 度至未加

7、工的一面，然后用千分表测垂直度，用G92 指令和面铣刀加工，再以此面为零点，将零件切削到 113mm113mm34mm 。 然后加工 113mm113mm 的面，用 G92 指令和面铣刀将此面稍微洗掉一点（11.5mm） 。 将工件翻过来切削另一面，用 G92 指令和面铣刀稍微切掉一点，以此面为零点，将工件切削到 113mm113mm32mm 。4/27/202227- 9 - 精铣上平面，工件尺寸铣过之后为113mm113mm30mm 。 粗铣长半轴为X 为31 短半轴Y 为21 的椭圆槽，以及去除残料。以及两个定位槽。 将工件旋转精铣夹持面110mm110mm30mm。定该走刀路线：、选择

8、机床、工艺装备27- 10 -毕业设计700kgkg) kg)2710mm4000kg2）选择工艺装备（1）夹具的选择机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置） 、对刀引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 （ 使工件在一次安装中能完成数个工位的加工

9、，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。按进给方式铣床夹具可分为直线进给式、靠模进给式和圆周进给式三种。1、直线进给式铣床夹具：这类铣床夹具用得最多，夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。 2、靠模铣床夹具：靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动，它用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。 3、圆周进给式铣床夹具：可在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。这种夹具结构紧凑，操作方便，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。现代的数控铣床夹具除用到常用的虎钳、分度头和三爪夹盘等通用夹具外还有万能组合夹具、多工位

10、夹具、气动或液压夹具、专用铣切夹具和真4/27/202227- 11 - 夹紧工件时要松紧适当，用手板紧手柄，不得借助其他工具加力。 强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。 不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。 对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈 宽27- 12 -杂。为减少换刀和对刀时间，减少换刀带来的误差，提高加工效率，粗、精采用加工中心进行加工。加工中心 VMC850。刀具材料应具备的性能：作为刀具使用时的性 性对刀具的基本要求：27- 13 -毕业设计也非常重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的，总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好

11、，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。具体选择的刀具将在工艺文件里表现出来。（4）量具的选择方案学、气动、电动等原理将长度放大或细分，且结构较为复杂的计量器具，一般在计量室中使用。零件的几何参数的测量包括：长度、角度、表面粗糙度及形位公差。用来测量零件的量具有：（1）钢直尺：用来测量长度的一种最常用的简单量具；（2）游标卡尺：可以用来测量内、外尺寸、孔距、高度和深度；（3）千分尺：这类量具较为精密。可用来测量外圆直径、长度、厚度；使用方便，迅速。（4）百分表：在铣削工件时，用来测量工件是否垂直。6、确定切削用量(1) 主轴转速的确定主要根据允许的切削速度Vc(

12、m/min)选取：n=D其中Vc-切削速度D-工件或刀具的直径（mm）由于每把刀计算方式相同，现选取 16mm的立铣刀为例说明其计算过程。根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。铣削时切削速度工件材料硬度/HBS切削速度v / (m/min)c4/27/202227- 14 -毕业设计高速钢铣刀100 200硬质合金铣刀200 400铝70120从理论上讲，v c刀具等的限制，综合考虑：取粗铣时： v =150m/minc精铣时 ：v =200m/minc1000150n代 入 公 式 中 ：=2985.6r/min粗3.1416n=39

13、80.9r/min精计算的主轴转速n要根据机床有的或接近的转速选取取 =2985 r/minn粗=3981 r/minn精同理计算 8立铣刀：取 =5970r/minn粗= 7962 r/minn精同理计算 63盘铣刀： 取 =379r/minn粗= 505 r/minn精主要考虑刀具的强度，对于立铣刀而言，直径越大，刀刃越多，其刀具强度切削宽度的取值过大，将会导致切削力过大，一方面可能会超出机床的额定负荷或损坏刀具;另一方面，如果切削速度也较大，可能会超出机床额定功率。通常如果切削深度必须取大值的时候，切削宽度就必须取很小的值。曲面轮廓的精加工的每齿进给速度、切削深度、切削宽度一般比较小，切

14、削力很小，因此取很高的切削速度也不会超出机床的额定功率。粗加工的时候，要爱温度的限制。通常，铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允许的浓度就一定，因此极限切削线速度也一定。切削进给速度 F 时切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位4/27/202227- 15 -毕业设计f移，单位mm/min。它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量 （mm/z）Z的关系为:fF= ZNZf每齿进给量 Zf粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高， 越小，反之则越大；工件Zf表面粗糙度值越小， Z铣刀。f刀每齿进给量ZZ工件材料铝高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀0.060.20 0.1

15、00.25 0.050.100.020.05f综合选取：粗铣 =0.06 mm/zZf精铣 =0.03mm/zZ铣刀齿数z=2nn上面计算出：粗=2985 r/min精=3981 r/min将它们代入式子计算。粗铣时：F=0.0622985=358mm/min精铣时：F=0.0323981=239mm/min同理即可得出：盘铣刀进给速度：nn粗=379 r/min精=505r/min铣刀齿数 Z=3FF69 mm/min精=46 mm/min粗=nn8铣刀进给速度： 粗=2985 r/min铣刀齿数 Z=2精=3981 r/minFF粗=716 mm/min精=477 mm/min切削进给速度

16、也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行4/27/202227- 16 -毕业设计手动调整，以获得最佳切削状态。（3） 应尽可能使被吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生0.20.5mm。总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。7、工艺卡片(1) 凸件的工艺卡材料铝加工设备VMC850刀 具加 工 内 容背吃刀量AN8 T048粗、精铣内圆槽20012004/27/202227- 17 -毕业设计 A4面123 B456O0009O0006O0005O0004

17、O0008O0007O00011200600450600600800720200120120120100150100 7891011 4/10 4 12 4/27/202227- 18 -毕业设计(1) 凹件的工艺卡芜湖职业技术学院材料铝加工设备VMC850工序号背吃刀量称A 材料铝A44/27/202227- 19 -毕业设计2面123 B45678O0014O0013O0012O00014506008007201201201001004444 211具组成213488114/27/202227- 20 -毕业设计O0003;O0002;N11 #1 = 31 * COS#3;#2 = 21

18、 * SIN#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3 LE 360 GOTO 11;GO2 X-21 Y0 R-5;G01 X20;N11 #1 = 32 * COS#3;#2 = 22 * SIN#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3 LE 360 GOTO 11;GO2 X-22 Y0 R-5;G40 Z100 ;M30;4/27/202227- 21 -毕业设计O0004;O0005;G01 Z-5 F150;G41 D01 X-40;X-40 Y0;N11 #1 = 40 * COS#3;#2 = 30 * SI

19、N#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3 LE 360 GOTO 11;G01 X20;N11 #1 = 41 * COS#3;#2 = 31 * SIN#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3 LE 360 GOTO 11;G01 X20;M05; M30 ;M05; M30 ;X30; 4/27/202227- 22 -毕业设计O0007;O0008;Z-5;X-54 Y-60 ;G01 Y0;M05 ;M30;4/27/202227- 23 -毕业设计#2=19*SIN#3;WHILE #3 LE 75 DO1;#

20、1=19*COS#3;凹件编程：M30;铣平面：(精铣)O0010;X-51;Y35.5;X44;Y-35.5;Y51;X-43;G02 X-43 I43;G01 Y10;G00 Z100 X0 Y0;M05; M30;G02 X-43 I43;G01 Y10;G00 Z100 X0 Y0;M05; M30;4/27/202227- 24 -毕业设计X44;Y45;G02 X-42.5 Y-39 J-3.5;G00 Z100 X0 YO;X45 Y39.5;Z5;M30;O0013;O0014;G01 Z-5 F150;Y0;N11 #1 = 36 * COS#3;#2 = 26* SIN#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3 LE 360 GOTO 11;G01 Y20;N11 #1 = 37 * COS#3;#2 = 27* SIN#3;G01 X = -#1 Y = #2;#3 = #3 + 1;IF#3