铣削零件的数控加工工艺及编程设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 本文是关于型腔类零件的数控加工工艺设计， 在普通铣削加工中 ,型腔类零件大都是使用成形刀具直接成形出来的。但零件的精度与表面粗糙度难以控制和达到要求 件的工艺分析、工艺过程设计、刀具的选用、数控加工程序的编制、仿真模拟和走刀轨道、主要参考资料以。零件的工艺分析主要是对零件的图样、配件的加工顺序和走刀路线，刀具的选择，各工艺参数的确定，以及工艺卡片进行大致分析。在本次设计中，我们要综合运用到数控技术、机械设计与制造、机械制图、 所学过的课程知识中的相关理论， 并结合平时在实习过程中的实践知识，独立的去分析和解决问题，以达到准确、全面、快速的完成设计任务的目的。 关键词 ： 加工工艺；程序；仿真模拟 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘 要 . I 第 1 章 绪 论 . 1 题的研究意义 . 1 题的研究内容 . 2 第 2 章 12107109 铣削零件的数控加工工艺设计 . 3 件的分析 . 3 件的功用分析 . 4 件的工艺性分析 . 5 坯的确定 . 5 定各表面的加工方法及选择加工机床与刀具 . 6 床与刀具的选用 . 7 分加工阶段 . 9 定加工路线 . 10 定加工余量、工序尺寸与公差 . 11 定切削用量 . 11 写工艺卡片（见附件） . 14 第 3 章 12107109 铣削零件的三维造型及编程 . 15 件的三维造型及其零件的自动编程 . 15 腔类零件的编程 . 23 结 论 . 24 参考文献 . 25 附录 . 26 致 谢 . 29 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 1 - 第 1章 绪 论 题的研究意义 毕业设计是学生毕业前最后一个重要学习环节，是学习深化与升华的重要过程。它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结，又是对学生素 质与能力的一次全面检验，而且还是对学生的毕业资格及学位资格认证的重要依据 。毕业设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 本次课题主要是通过对零件进行相关工艺分析，从而制定出切实可行的相关加工工艺路线，并完成与此零件加工工艺相关的图表。 为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工 工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。 在整个设计过程中 ,我们将学习到更多的知识。 （ 1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能力和运用 件的能力。 （ 2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这 对以前学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 （ 3）在设计过程中 ,我们还必须考虑工件的安装的正确与否直接影响工件加工精度 ,安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 2 - 题的研究内容 论文的主要研究内容包括以下几方面： （ 1） 零件的分析 （ 2） 毛坯的确定 （ 3）选择加工机床与刀具 （ 4） 零件的加工工艺制订 （ 5） 机床、工艺装备和最终加工工艺路线的确定 （ 6） 零件机械加工余量、工序尺寸及其毛坯尺寸确定的原则 （ 7）获得的研究成果如下 图纸 全套工艺卡片 三维 造型图若干 程序清单等 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 3 - 第 2章 12107109 铣削零件的数控加工工艺设计 件的分析 1、 我们可以根据分析 件的毛坯图为 长方体，且它的长、宽、高分别为 15112123、高分别为 148118以加工余量为 33、 根据零件图的要求，我们采用了一些方法如下 : 加工零件外轮廓可采用 粗铣 半精铣的流程确保 表面粗糙度 3.2 12达到 表面粗糙 度 半精铣 精铣的方法，确保等级要求 14和 28的孔内表面 粗糙度 半精铣其余为 与水平线夹角为 25 ) 20, 50 抛物线 的 凹槽 加工表面粗糙度 3.2 及 28 的凸台加工表面粗糙度 （粗铣 半精铣） 3、零件形位精度 : 按未注形位公差的规定确定 4、在学了 我们利用 建立图纸，这要根据老师所给的样本来要求的比如尺寸小的要用 寸大的要用 为我的尺寸比较大所以选用 容易来分析零件下面是制作图纸时的一系列操作： 建立图纸 且必须加粗外框线 画出图纸轮廓必须根据坐标原点、坐标点和画一些直线，圆弧，圆，抛物线 ,打阴影线之类的操作 根据标注样式和文字样式和表格样式进行一系列的编辑 根据尺寸要求进行标注当标注太小时可以改动字体大小来完善图纸，使图纸看起来跟美观 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 4 - 完成图纸后要进行检查 我现在是根据我上面建图纸的步骤完成的 下图 2 图 2纸 件的功用分析 该零件是非常简单的零件，它可根据生产类型与生产纲领的关系，可以确定其生产类 型为单件生产。我们也可以选择锻件进行此零件加工。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 5 - 的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济 性。 件的工艺性分析 在数控铣削加工中，对零件图进行工艺分析的主要内容包括零件结构工艺性分析、选择数控铣削的加工内容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。 拟订工艺路线表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。 坯的确定 可以通过分析零件的复杂性和单件生产可以得到该毛坯的加工工序简单，也就是所谓的零件简单所以我选择锻件毛坯 。 151121 23长方体的立体图，如图 2图 2 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 6 - 3. 工序余量如下：先进性粗铣，但要在粗加工上平面上保留余量 2精加工至图纸所示，粗加工下平面余量 2加工至图纸尺寸。粗加工四周边轮廓单边余量 2加工至图纸尺寸。粗加上凸台、内圆、内轮廓余量 2 加工至图纸尺寸。 下图 2图 2定各表面的加工方 法及选择加工机床与刀具 机械零件的结构形状是多种多样的，但他们都是有平面、内圆柱面或曲面、成形面等基本表面所组成的。每一个表面都有多种加工方法，具体选择应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 7 - 选用相应的加工方法和加工方案。当表面粗糙度值要求较小时还要进行光整加工。 在市场经济条件下，一切都以加工效率及效益为目的，同样的加工方法的选择一般要 考虑保证工作加工要求，经讨论，在此采用如下加工顺序并阐述加工方案如下（表 1 表 1件加工方案表 加 工区域 表面粗糙度 公差 /精度等级 加工方法 毛坯 由公差 粗 半精（铣） 外轮廓 半精（铣） 凸台 半精（铣） 孔 半精 精（铣） 一 般在分析零件时可以通过已知的表面粗糙度和公差 /精度等级，利用资料得出 我们所需的加工方法。 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考 虑。 图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。 床与刀具的选用 1、 铣削设备： 立 铣 2、 选择刀具 、 主偏角 0，过度刃偏角 30副偏角 =5 ,后角 =8，。 =10 s=,。 = 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 8 - 床设备的确定 表 2立铣床 控铣床主要技术参数 /型号 (主轴端面至工作台距离（ 45415 主轴中心线刀床身垂直导轨的距离（ 350 主轴孔锥度 7:24 轴孔径（ 29 主轴转速（ (1801500 立铣头最大回转角度 45 主轴轴向移动距离（ 85 工作台工作面（宽度长度） 320 1325 工作台行程纵向 /横向 /垂向 (手机 /机动 )(700/680、 255/240、 370/350 工作台进给范围纵向 /横向 /垂向（ mm/ 180/15786/8394 工作台快速移动速度纵向 /横向 /垂向（ mm/ 2300/1540/770 T 型槽槽数 /槽宽 /槽距（ 3/18/70 主电机功率（ 给电机功率（ 形尺寸（ 2530 1890 2380 机床净重（ 2900 在选择刀具方面 ,通常优先用通用夹具 ,对于不同材料的零件 ,一般都有适合将其切削的刀具。 刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一，刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量 ， 与需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 9 - 传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装方便，这就要采用新型优质材料制造数控教工刀具，并优选刀具参数。在选用刀具时应考虑工序种类，生产率，经济性，工件材料，生产批量，加工精度及表面粗糙度与所用机床的性能选用了标准刀具。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料，并有足够的强度和韧性，较好的工艺。 根据以上所述和现场加工条件，本零件选用如下刀具进行加工 . 10 通用铣刀铣 轮廓、孔， 8 通用铣刀， 4 铣刀铣 轮廓、孔。另外还需要 50 的盘刀对毛 坯表面见光， 2 的中心钻， 钻头对孔进行扩孔， 12 铰刀最空进行精孔，以及 10 的倒角刀对边缘进行倒角。 表 2数控加工刀具卡片 产品名称或代号 序号 刀具号 刀具名称规格 加工表面 1 50 盘刀 表面见光 2 10 粗铣刀 内外轮廓 3 8 精铣刀 内外轮廓 4 2 中心钻 孔 5 头 孔 6 头 孔 7 4 精铣刀 孔 8 12 铰刀 精孔 9 10 倒角刀 边缘 分加工阶段 零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，工艺过程可划分如下几个阶段： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 10 - 一 . 粗加工阶段 这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。 精飞毛料上表面，方便定位，精度等级 面粗糙度 m 。 铣端面：铣上端面至尺寸 50 通用盘刀） 二 . 精加工阶段 对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在 面粗糙度在 表面，还要安排精加 工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。 1 铣：铣外轮廓， 精度等级 面粗糙度 m 2 铣 : 铣内部凹槽轮廓， 精度等级 面粗糙度 8 m 3铣：铣 12精度等级 面粗糙度 12 m 4铣：铣凹槽， 精度等级 面粗糙度 8 m 定加工路线 1备料锻造粗铣（各端面）调制处理（热处理）精铣 磨削检验入库 2 确定进给路线。主要是确定粗加工及空行程的进给路线，因为精加工的进给路线基本上是按零件的轮廓进行的。在确定时 还要注意一些问题： 选择工件刚性破坏小的路线，以减少加工变形对加工精度的影响。 寻求最短的进给路线，以提高加工效率。 保证加工的表面质量。 考虑工件的形状与刚度、加工余量大小、机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，确定刀具的切入与切出方向以及在铣削加工中试采用顺铣还是逆铣的铣削方式等。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 11 - 定加工余量、工序尺寸与公差 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。其余量的大小对工艺过程有一定影响，余量不足不能保证零件的加工质量，不但增加了机械加工的劳动量，而且增加了 刀具，能源及材料的消耗，从而增加了成本，降低了生产率，所以必需合理的安排加工余量。确定加工余量的方法有查表法、经验仿计法和分析计算法。 该零件的加工余量路线如下： 铣端面：铣上端面及外轮廓至尺寸。 粗铣：粗铣轮廓，单边留余量 2 半精铣：半精铣轮廓，单边六余量 精铣：精铣轮廓及孔至尺寸、 公差为（ 加工工序的划分：以加工部位分序法、以粗、精加工分序法 、刀具集中分序法 注意 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加 工工序的也要综合考虑。 先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。 以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。 在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。 定切削用量 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。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，并充需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 12 - 分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本 加工要求：粗铣 B 面，精铣 B 面， 标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3床 ：见表 2工工件尺寸：宽度： 153度： 121： 23 选择刀具 根据切削用量简明手册表 削宽度 5。直径为 0z 8，由于采用标准镶齿圆柱铣刀，铣刀几何参数 (表 3.2)06 切削用量 留精铣的加工余量为 以本 道工步切削宽度 于加工表面精度要求 .2 每转进给量 mm/r 就能满足要求，但考虑到 62W 功率为 床为中等系统刚度和 62W 铣床说明书 所以每转进给量 r 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面的最大 磨损量为 0具寿命 T=120 决定切削速度 根据切削用量简明手册表 定： Z=8, 0 fz=f/z=(mm/z) 由公式： ( 试中： 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=由公式： m m i n )/(a n=1000V/ d=(1000 (50)=151（ r/ 根据 铣床说明书选 n=160r/要购买对应 纸 咨询 14951605 - 13 - 000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(n z)=z 机床功率：根据切削用量简明手册表 1m/ 1mm, 切削功 率的修正系数：故 根据 铣床说明书，机床主轴允许的功率为 故 因此所决定的切削用量可以采用。 0m/60r/z。 基本工时根据切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/80= 其中： =14 选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 切削用量 精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 决定切削速度 根据切削用量简明手册表 定 (n=1000V/ d=(211r/据 铣床说明书选 n=210r/f=n f=210 26 mm/F=125mm/f/(n z)= 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/125= 式中 =14 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 14 - 写工艺卡片（见附件） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 15 - 第 3章 12107109 铣削零件的三维造型及编程 件的三维造型及其零件的自动编程 一零件的造型 首先进入 面，进行草图创建完成如下图 3示： 图 3G 草图 利用 行拉伸 进行一系列的简单的拉伸 ,主要轮廓的拉伸 (深度 8),中间凸台的拉伸求和 ,打孔 228等的操作如图所示（零件截图）： 图片如下图 3需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 16 - 图 3坯 图 3轮廓拉伸操作 拉伸外轮廓如图 3示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 17 - 图 3轮廓拉伸 打通孔如 3示 图 3孔 拉伸右上角的凹槽如图 3示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 18 - 图 3伸右上角的凹槽 完成后的 形如图 3成的 形 创建 10 的立铣刀如图 3示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 19 - 图 3铣刀的创建 创建 8 和 创建 4 的立铣刀和上面的 3类似只是刀具直径不同 先创建新的加工文件，并选定合适机床坐标系，一般把坐标系选在需要加工的面上，并保证 Z 轴方向向上。首先创建刀具，通过对零件的分析，选用 10 的立铣刀对零件粗铣， 8 半精铣 4 精铣再进行一系列的操作。如图 3要购买对应 纸 咨询 14951605 - 20 - 3成后的图 二零件的自动编程 1 在创建刀具的基础上进行选择刀具，对于 零件粗铣，下面的就是粗铣后的图片如图 3示 图 3铣 2 在粗铣的基础上进行半精铣加工形成的半精铣图片如 3示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 21 - 图 3精铣 3 这就是该零件在精铣时的仿真后的图片， 如图 3示： 图 3铣 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 22 - 自动编程后又对程序进行了一个模拟 2D 走刀，如图所示 图 3铣模拟 图 3精铣模拟 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 23 - 图 3铣模拟 腔类零件的编程 1. 在“操作导航器 程序顺序”视图中，选择已生成的加工“ 然后在单击“后处理”图标，选择合适的后处理文件，系统将自动生成 工程序，自此完成了一个简单的铣削加工程序的编制。一部分程序如下所示：（见附录） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 - 24 - 结 论 这次毕业设计在指导老师细心、耐心的指导和自己的努力下，终于圆满的结束了，最 大的收获就是自己在完成设计的过程中撑握了这三年来所学的知识，同时也学到了更多的新知识。通过这次的毕业设计提高了自己对资料的收集和查阅能力；会合理应用资料和工具软件解决设计问题，提高设计效率；锻炼自己分析问题和解决问题的能力；会对零件进行工艺分析，能解决中等以上复杂程度零件的工艺问题和数据处理问题；提高编程能力，编制合理的加工程序。同时自己学会了遇到问题后，怎样的办法去解决问题和利用有限的资料去解决的能力，并对这三年来所学的知识的一个综合运用，另一面看也检查了自己对知识的掌握的情况，也为自己今后的工作打下了一 定基础。 做设计中的每一步对我来说都是新的尝试与挑战，终于在李老师的细心指导和严格要求下顺利画上句号。毕业设计中的许多疑点和难点都得益于指导老师的指导。如果没有指导老师的认真负责和同学的无私帮助，想必我在毕业设计过程中会走很多弯路。 在做这次毕业设计过程中使我学到了很多有用的知识，比如在做工艺分析时懂得了先要分析零件形状结构 ,然后选择加工机床。数控机床加工中所有工步的刀具选择、走刀轨迹、切削用量、加工余量等都要预先确定好并编入加工程序。一个合格的编程人员首先应该是一个很好的工艺员，他对数控机床的性能、特点和应 用、切削规范和标准工具系统等要非常熟悉，否则就无法做到全面、周到地考虑加工的全过程，并正确、合理地编制零件的加工程序等等。我感到不论做什么事都要真真正正用心去做，踏踏实实一步一个脚印的走才会使自己更加的成长，没有学习就不可能有实践的能力，没有自己的实践就不会有所突破，希望这次经历能让我在以后的学习生活中不断成长与进步。 虽然我这次毕业设计中还有些不是很完善的地方，但这是我认认真真踏踏实实做出来的、。 通过完成这次毕业设计，首先让我熟悉了所学的知识，把比较分散的知识集中化，对我们以前所学的各科知识进 一步的熟练、巩固与提高。同时也锻炼我们在工艺设计及数控编程等实际能力。也使我们能够系统的集中的复习、总结这三年多