数控铣毕业设计论文.doc

摘要 毕业设计毕业设计 论文论文 课题 扇形工件的数控加工与工艺课题 扇形工件的数控加工与工艺 系系 部部 机电工程 专专 业业 机械制造 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 导导 师师 二二 O 一六一六 年年 十月十月 摘要 摘摘 要要 本文是主要是对典型铣削类零件加工技术的应用及数控加工的工艺性分析 主要是对零件图的分析 毛坯的选择 零件的装夹 工艺路线的制订 刀具的 选择 切削用量的确定 数控加工工艺文件的填写 数控加工程序的编写 选 择正确的加工方法 设计合理的加工工艺过程 充分发挥数控加工的优质 高 效 低成本的特点 还重点对铣削类零件的加工艺进行了分析 利用自动编程 并且进行仿真验证得到加工效果图 关键词关键词 工艺分析 加工程序 切削用量 自动编程 Abstract I A Abstractbstract This article is mainly to the typical applications of milling parts processing technology and numerical control processing manufacturability analysis mainly on the analysis of the part drawing the choice of blank the clamping parts craft route formulation choice of cutter cutting dosage the nc machining process file to fill in the preparation of the nc machining program Select the correct processing methods design the reasonable machining process give full play to the quality of the numerical control processing the characteristics of high efficiency and low cost Also focus on the milling parts and process are analyzed and the simulation verification processing effect Keywords Technology analysis Processing program Cutting parameter Automatic programming 目 录 II 目目 录录 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 课题来源 1 1 2 设计的目的和意义 1 1 3 数控技术的发展及趋势 1 第二章第二章 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 3 2 1 零件介绍 3 2 2 零件的技术要求分析 6 第三章第三章 毛坯的选择与工艺装配的确定毛坯的选择与工艺装配的确定 7 3 1 毛坯的选择 7 3 1 1 毛坯的种类 7 3 2 机床的选择 8 3 3 定位基准和装夹方式的确定 10 3 3 1 定位基准选择 10 3 3 2 装夹方式的确定 10 3 3 3 量具的选择 11 3 4 加工顺序和进给路线的选择 12 3 4 1 加工顺序与工步设计 12 3 4 2 加工进给路线的设计 13 第四章第四章 刀具的选择与切削用量的确定刀具的选择与切削用量的确定 14 4 1 刀具的选择 14 4 1 1 对数控铣削刀具的基本要求 14 4 1 2 刀具卡 14 4 2 切削用量的确定 15 4 2 1 切削用量的选用原则 15 4 2 2 确定切削用量 16 4 2 3 进给量的确定 18 4 2 4 背吃刀量的选择 19 第五章第五章 扇形盖零件加工程序编制扇形盖零件加工程序编制 20 5 1 扇形盖零件工序卡片的设计 20 5 2 扇形盖的加工过程 21 5 2 1 扇形盖零件编程方法的选择 21 5 2 2 扇形盖的加工 21 5 2 3 零件的加工程序 35 第六章第六章 总结与展望总结与展望 39 目 录 III 6 1 总结 39 6 2 展望 39 致致 谢谢 40 参考文献参考文献 41 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 0 第一章第一章 绪论绪论 1 1 课题来源课题来源 本设计课题为扇形盖数控加工工艺设计 本课题来源于工厂真实生产并进 行适当的修改 是对所学知识的应用 而且提高了综合运用各方面知识的能力 程序的编制到程序的调试 零件的加工运用到了所学的 AutoCAD UG VMC600 数控机床操作 刀具的选择 零件的工艺分析 工艺路线等 一系列的内容 这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中 切实做到了 理论与实践的有机结合 1 2 设计的目的和意义设计的目的和意义 毕业论文是学生在校学习期间的最后一次作业 它可以全方位地 综合地 展示和检验学生掌握所学知识的程度和运用所学知识解决实际问题的能力 写 毕业论文的过程 可以说 也应该是对专业知识的学习 梳理 消化和巩固的 过程 同时 在调查研究 搜集材料 深入实际的过程中 还可以学到许多课 堂上和书本里学不到的常识和经验 由于己往课程的考核 考查都是单科进行 考核 考查内容偏重于对本门课程所学知识的掌握程度和理解程度 而撰写毕 业论文 它既要系统地掌握和运用专业知识 专业理论 又要有一定的自我创 新能力和实际操作能力 如调查研究 搜集材料 在这一过程中 学生可以把所 学知识和理论加以梳理和总结 从而起到温故知新 融会贯通的作用 1 3 数控技术的发展及趋势数控技术的发展及趋势 机床数控系统 即计算机数字控制 CNC 系统是在传统的硬件数控 NC 的基 础上发展起来的 它主要由硬件和软件两大部分组成 通过系统控制软件与硬 件的配合 完成对进给坐标控制 主轴控制 刀具控制 辅助功能控制等 CNC 系统利用计算机来实现零件程序编辑 坐标系偏移 刀具补偿 插补运算 公英制变换 图形显示和固定循环等 使数控机床按照操作设计要求 加工出 需要的零件 1908 年 穿孔的金属薄片互换式数据载体问世 19 世纪末 以纸 为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明 1938 年 香农在美国麻省理工 学院进行了数据快速运算和传输 奠定了现代计算机 包括计算机数字控制系 统的基础 数控技术是与机床控制密切结合发展起来的 1952 年第一台数控机 床问世后 数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展 其六代是指电子 第一章 绪论 1 管 晶体管 集成电路 小型计算机 微处理器和基于工控 PC 机的通用 CNC 系统 其中前三代为第一阶段 称作为硬件连接数控 简称 NC 系统 后三代为 第二阶段 乘坐计算机软件数控 简称 CNC 系统 数控加工技术是什么呢 简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上 完成整个零件的加工 而且和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下 优点 加工效率高 利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面 而加工 过程是由计算机控制 所以零件的互换性强 加工的速度快 加工精度高 同传统的加工设备相比 数控系统优化了传动装置 提高分辨率 减少了人为误 差 因此加工的效率可以得到很大的提高 劳动强度低 由于采用了自动 控制方式 也就是说加工的全部过程是由数控系统完成 不象传统加工手段那 样烦琐 操作者在数控机床工作时 只需要监视设备的运行状态 所以劳动强 度很低 适应能力强 数控加工系统就象计算机一样 可以通过调整部分 参数达到修改或改变其运作方式 因此加工的范围可以得到很大的扩展 从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看 数控系统正在向电气化 电子化 高速化 精密化等方面高速发展 其主要研究热点有以下几个方面 高精高速高效化速度 柔性化 多轴化 软硬件开放化 实时智能化 21 世 纪的数控装备将是具有一定智能化的系统 智能化的内容包括在数控系统中的 各个方面 为追求加工效率和加工质量方面的智能化 如加工过程的自适应控 制 工艺参数自动生成 为提高驱动性能及使用连接方便的智能化 如前馈控 制 电机参数的自适应运算 自动识别负载自动选定模型 自整定等 简化编 程 简化操作方面的智能化 如智能化的自动编程 智能化的人机界面等 还 有智能诊断 智能监控方面的内容 方便系统的诊断及维修等 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 2 第二章第二章 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 2 1 零件介绍零件介绍 下图为该零件的二维图纸和三维图纸 若图纸不清详见附件 CAD 零件图和 UG 零件图 图 2 1 零件 Z 面俯视图 图 2 2 零件 Z 面剖视图 第二章 xxx 3 图 2 3 零件 Z 面三维图 图 2 4 零件 F 面俯视图 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 4 图 2 5 零件 F 面剖视图 图 2 6 零件 F 面三维图 图 2 7 该零件整体视图 第二章 xxx 5 2 2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件的技术要求主要包括构成零件轮廓的几何条件 尺寸精度 几何公差 表面粗糙度 材料与热处理要求等 这些技术要求是保证零件使用性能前提下 的经济合理性 进行零件的技术要求分析主要是分析这些要求的合理性以及使 用性和实现的可能性 对零件的技术要求分析要重点分析零件的各个加工表面 的尺寸精度要求 各加工表面的几何形状精度要求 各加工表面之间的相互位 置精度要求 各加工表面粗糙度要求以及表面质量方面的其他要求和热处理要 求以及其他要求 为制定合理的加工方案做准备 同时应通过分析以确定各种 几何要素要充分 有时虽然给出几何要素的相互关系 但又同时给出了引起矛 盾的相关尺寸 给制定加工方案时制造难度 在分析尺寸精度的合理性 因为 过高的精度或过低的精度都是不和理的 该零件为正反件 精度为一般等级 正面凸台尺寸精度上偏差为 0 下偏差 为 0 03mm 两个相邻孔之间的尺寸为 66mm 上偏差为 0 03mm 下偏差位 0 03mm 反面为一个扇形凸台 粗糙度均为 3 2um 详细尺寸见图纸 技术要求 1 未注的尺寸公差为 0 1 2 不准用纱布 锉刀等修饰加工表面 3 工作定额 5 小时 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 6 第三章第三章 毛坯的选择与工艺装配的确定毛坯的选择与工艺装配的确定 3 1 毛坯的选择毛坯的选择 在制定加工工艺时 正确选择合适的毛坯 对零件的加工质量 材料消耗 和加工时间都有很大的影响 毛坯的尺寸和形状越接近成品零件 劳动量就越 小 但毛坯的制造成本就越高 所以综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确 定毛坯 以求获得最好的经济效益 3 1 1 毛坯的种类毛坯的种类 1 铸件 铸件适用于形状教复杂的零件毛坯 其铸造方法有砂型铸造 精密 铸造 金属型铸造 压力铸造等 叫常用的是砂型铸造 当毛坯精度要求低 生产批量较小时 采用木模手工造型法 当毛坯精度要求高 生产批量大 采 用金属型机器造型法 铸件材料有铸铁 铸钢及铜 铝等非铁金属 2 锻件 锻件适用于强度要求高 形状比较简单的零件毛坯 其锻造方法有 自由锻和模锻两种 自由锻毛坯精度低 加工余量大 生产率低 适用于单间 小批量生产以及大型零件毛坯 模锻精度高 加工余量小 生产率高 但成本 也高 适用于中小型零件毛坯的的大批量生产 3 型材 型材有热轧和冷拉两种 热轧适用于尺寸较大 精度较低的毛坯 冷拉适用于尺寸较小 精度较高的毛坯 4 焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 它简单方 便 生产周期短 但需要时效处理后才能进行机械加工 5 冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品需求 在小型机械 仪表 轻 工电子产品方面用途广泛 但因冲压昂贵而仅用于大批量生产 选取毛坯应考虑的因素 1 零件的材料及力学性能要求 2 零件的结构形状与外形尺寸 3 生产纲领的大小 4 现有生产条件 5 充分利用新工艺和新材料 毛坯的尺寸的确定毛坯的尺寸的确定 第五章 xxx 7 根据扇形盖零件图零件的尺寸为 100mm 100mm 30mm 长 宽 高 盖零件的材料为 45 钢 零件形状规则且切削余量均匀 由于零件各表面加 工精度要求为 3 2 m 故需安排粗 精加工 需件长 宽 高应留取足够 的加工余量 故选取尺寸为 102mm 102mm 40mm 长 宽 高 的毛坯 3 2 机床的选择机床的选择 根据零件图可知 该零件的主要加工内容由平面 凹槽 凸台 通孔等构 成 该零件为批量生产 为了达到图样上的精度要求 又要考虑到加工效率和 加工经济性 应该选择数控铣床 数控铣床的品种和规格很多 按系统分类可分为法拉克 西门子 华中 广数 三菱等 按运动方式可分为点位控制数控铣床 点位 直线控制数控铣床 和连续控制数控铣床 按控制方式可分为开环控制数控铣床 闭环控制数控铣 床和半闭环控制数控铣床 按主轴的空间位置可分为立式数控铣床 卧式数控 铣床 立卧两用数控铣床 又考虑到我们平时所学的知识 故选用 VNC600 数控铣床 它是常规的三 轴联动数控铣床 也可配置四轴联动数控系统 加装数控分度头 所以它的实用 范围很广泛 可以加工平面 凸台 各种曲面 还适用于批量生产 完全满足 扇形盖零件的加工 VMC600 数控铣床的性能指标如下 1 主要规格尺寸 1 工作台面积 长 宽 800 350mm 2 工作台三向行程 X Y Z 600 410 510mm 3 工作台最大承重 500kg 4 主轴转速 80 8000rpm 变频 5 主轴锥度 7 24 6 最大快进速度 15m min 7 分辨率 最小设定单位 0 001mm 8 定位精度 X Z 轴 0 05mm Y 轴 0 04mm 9 重复定位精度 0 002mm 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 8 10 机床外形尺寸 2500 2295 2550mm 11 机床净重 4500kg 12 数控系统 FANUC 0i Mate MB 2 主轴系统 VMC600 数控铣床主轴采用直流或交流伺服电动机驱动 可实现无级调速 具有很宽的调速范围 80 8000r Min 和很高的回转精度 主轴本身刚度与抗振 性比较好 对提高加工质量和各种小孔加工极为有利 另外主轴转速可以通过操 作面板上的转速倍率开关进行调整 3 进给系统 进给系统的主要技术参数包括 进给速度范围 快速 空行程 速度范围 运 动分辨率 最小移动增量 定位精度等 具体参数如下 1 进给速度范围 1 5000mm min 2 最大快进速度 15m min 3 分辨率 最小移动增量 0 001mm 4 定位精度 X Z 轴 0 05mm Y 轴 0 04mm 5 重复定位精度 0 002mm 4 注意事项 为安全起见 操作时舱门不准打开 不准穿拖鞋 戴手套操作机床 不准 在操作车间追逐打闹 大吵大闹 应该每周定期维护机床 每次用过后要打扫 干净机床 3 3 定位基准和装夹方式的确定定位基准和装夹方式的确定 3 3 13 3 1 定位基准选择定位基准选择 基准分为设计基准和工艺基准 工艺基准是在工艺过程中使用的基准 按 用途不同 工艺基准可分为定位基准 工序基准 测量基准和装配基准 定位基准是工件在定位时所依据的点 线 面 基准 它的选择原则是 尽量选择在零件上的设计基准作为定位基准 一次装夹就能够完成全部关键精 第五章 xxx 9 度部位的加工 定位基准分为粗基准和精基准两种 用加工过的毛坯表面作为 定位基准成为粗基准 用以加工过的表面作为定位基准成为精基准 粗基准选择原则 相互位置要求原则 加工余量合理分配原则 重要表面 原则 不重复使用原则 便于工件装夹原则 精基准选择原则 基准重合原则 基准统一原则 自为基准原则 互为基 准原则 便于装夹原则 3 3 23 3 2 装夹方式的确定装夹方式的确定 提到装夹就要用到夹具 在数控铣削加工中一般不要求很复杂的夹具 只 要求简单的定位 夹紧就可以了 对其基本要求为 为保持零件的安装方位与 机床坐标系及编程坐标系方向一致性 夹具应保证在机床上实现定向安装 还 要协调零件定位面与机床之间保持一定坐标联系 还要求夹具的刚性与稳定性 要好 根据扇形盖零件 选用 XK713A 数控铣床自带的台虎钳来装夹工件 垫块 就使用等高 V 型垫块 在装夹过程中主意以下几点 1 尽量将工序集中 减少装夹次数 尽量可能做到在一次装夹后就能加工出 全部待加工表面 2 避免采用占机人工调整时间长的方案 3 夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位 下图为机用台虎钳 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 10 3 3 33 3 3 量具的选择量具的选择 测量是检验数控零件是否合格的重要手段 测量就要用到量具 了解常用 量具的工作原理 掌握其使用方法是数控专业学生必备的基本能力 常用的量 具有游标卡尺 螺旋测微器 千分尺 百分表等 游标卡尺的规格按测量范围 可分为 0 125mm 0 200mm 0 300mm 0 500mm 300 800mm 400 1000mm 600 1500mm 等 最常用的是前三种规格 常用的外径千分尺有 0 25mm 25 50mm 50 75mm 75 100mm 100 125mm 等 三爪内径千分尺常用 测量范围 6 8mm 8 10mm 10 12mm 12 16mm 16 20mm 20 25mm 25 30mm 30 40mm 40 50mm 50 63mm 62 75mm 75 88mm 87 100mm 综合分析扇形盖零件 量具选择如下表 名称规格 分 度值 用途 带表游标 卡尺 0 200mm 0 01 mm 主要用于测量内 外尺寸和深 度等 外径千分 尺 75 125mm 0 00 1mm 用于外径 长度测量工具 内径千分 尺 10 50mm 0 00 1mm 用于内径测量工具 3 4 加工顺序和进给路线的选择加工顺序和进给路线的选择 3 4 13 4 1 加工顺序与工步设计加工顺序与工步设计 按照先粗后精 先面后孔的原则 以及安装的先后顺序确定该零件的加工 顺序为 铣零件上表面 铣零件侧面 自动编程加工正面的凸台 加工 30 的 凹槽 依次加工 3 个 U 型槽 5mm 中心钻定位 4 10mm 通孔 8mm 麻 第五章 xxx 11 花钻钻 4 10mm 的通孔 10mm 铰刀铰孔 以正面为精基准 用面铣刀去 余量 保证零件高度 立铣刀加工扇形凸台 3 个工序 1 加工零件正面 1 选用 100mm 的面铣刀粗铣正面 2 选用 100mm 的面铣刀精铣正面 3 选用 16mm 的立铣刀精铣零件四周 4 选用 16mm 的立铣刀粗铣凸台 5 选用 16mm 的立铣刀精铣凸台底面 6 选用 16mm 的立铣刀精铣凸台侧壁 7 选用 16mm 的立铣刀粗铣圆形凹槽 8 选用 16mm 的立铣刀精铣圆形凹槽底面 9 选用 16mm 的立铣刀精铣圆形凹槽侧壁 10 选用 8mm 的立铣刀精铣 U 形凹槽 11 选用 5mm 中心钻定位 4 10 通孔 扇子凹槽 修毛刺 12 选用 9 2mm 麻花钻钻 4 10 通孔 13 选用 10mm 铰刀铰 4 10 通孔 工序 2 加工零件反面 1 选用 100mm 的面铣刀粗铣反面 去余量 2 选用 100mm 的面铣刀精铣反面 保证厚度 3 选用 16mm 的立铣刀粗铣扇形凸台 4 选用 16mm 的立铣刀精铣扇形凸台底面 5 选用 16mm 的立铣刀精铣扇形凸台侧壁 6 选用 8mm 的立铣刀粗铣扇子凹槽 7 选用 8mm 的立铣刀精铣扇子凹槽底面 8 选用 8mm 的立铣刀精铣扇子凹槽侧壁 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 12 3 4 2 加工进给路线的设计加工进给路线的设计 加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量 其次考 虑数值计算简单 走刀路线尽量短 效率较高等 因精加工的进给路线基本上 都是沿其零件轮廓顺序进行的 因此确定进给路线的工作重点是确定粗加工及 空行程的进给路线 设计进给路线需要对所加工的零件要求符合 在设计走刀 路线时 主要考虑以下几点 1 寻求最短加工路线 减少空刀时间以提高加工效率 2 为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求 最终轮廓应安排在最后一次走 刀中连续加工出来 3 在数控机床上进行加工时 要安排好刀具的切入 切出路线 尽量使刀具 沿轮廓线方向切入 切出 4 要选择对加工零件变形小的方案 对刀具变形小的方案加工 第五章 xxx 13 第四章第四章 刀具的选择与切削用量的确定刀具的选择与切削用量的确定 4 1 刀具的选择刀具的选择 4 1 14 1 1 对数控铣削刀具的基本要求对数控铣削刀具的基本要求 1 铣刀刚性要好 一是为提高生产效率而采用大切削用量要求 二是为适应数 控铣床加工过程中不便调整切削用量的特点 2 铣刀的寿命要长 当一把铣刀加工的内容很多时 若刀具的寿命短而磨损较 快 就会影响工件的表面质量与加工精度 而且会增加换刀引起的调刀与对刀 次数 也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶 降低了工件的表面 质量 4 1 24 1 2 刀具卡刀具卡 数控加工刀具卡片 序号刀具号刀具名称数量直径 mm长度 mm材料 1T01面铣刀1 100 实测硬质合金 2T02立铣刀1 16 实测硬质合金 3T03立铣刀1 8 实测硬质合金 4T04中心钻1 5 实测高速钢 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 14 5T05麻花钻1 9 2 实测高速钢 6T06铰刀1 10 实测高速钢 编制闫朝湘 审 核 批准共 1 页第 1 页 4 2 切削用量的确定切削用量的确定 4 2 14 2 1 切削用量的选用原则切削用量的选用原则 切削用量是用来表示切削运动 其三要素是切削速度 u 进给量 f 背 吃刀量 ap 在实际生产过程中 选择切削用量时应考虑以下原则 粗加工 一般原则是在保证加工最低成本的前提下 获得最大的生产率 c 提高团削速度 增大切削深度和进结虽都能提高生产率 但合理的选择刀具耐 用度是关系到能否获得加工最低成本的问题 为了保证最低的加工成本 又要 提高生产效率 则必须正确地选择切削用量 实验证明 对刀具磨损影响最小 的是切削深度 其次是进给量 最大的是切削速度 为了保证刀具的经济耐用 度 实现加工最低成本 在粗加工时应优先选用较大的切削深度 其次是大的 进给量 最后根据刀具耐用度的要求选择合适的切削速度 半精加工和精加工 先是保证加工精度和表面质量 然后再考虑生产率 其选择原则是 切削深度应根据加上精度和表面粗糙度的要求 由粗加工留下 的加工余量来确定 进结量主要是根据加工农田的粗糙度要求来确定 精加 时一般采用较小的进给量 当切削深度和进给量选定后 在保证刀具耐用度的 前提下 应尽可能采用较高的切削速度 4 2 24 2 2 确定切削用量确定切削用量 切削速度的确定 切削速度 Vc dn 1000 其中 n 主轴转速 单位 r min 第五章 xxx 15 Vc 切削速度 单位 m min d 铣刀直径 单位 mm 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 如表所示 切削速度 m min c v 工件材料硬度 HBS 高速钢铣刀 硬质合金铣 刀 22518 4266 150 225 32512 3654 120钢 325 4256 2136 75 19021 3666 150 190 2609 1845 90铸铁 160 3204 5 1021 30 铝70 120100 200200 400 从理论上讲 切削速度 Vc 的值越大越好 因为这不仅可以提高生产率 而 且可以避免生成积屑瘤 使得加工表面更加光滑 使得粗糙度值更小 综合考虑 粗铣表面 扇形凸台 3U 形凸台和扩孔时候 Vc 选 80m min 精铣表面 扇形凸台 3U 形凸台和扩孔时候 Vc 选 120m min 因为钻的刀具材料与铣的不同 所以铣削参数也不同 铸铁钢及其合金铝及其合金铜及其合金 高 速钢 硬 质合金 高 速钢 硬 质合金 高 速钢 硬 质合金 高 速钢 硬 质合金 铰 孔 6 10 30 50 6 20 20 50 50 75 20 0 250 20 50 60 100 攻2 1 5 5 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 16 螺纹5 5 5 51515 钻 孔 1 5 25 1 0 20 50 70 20 50 故切削速度如下 5 中心钻 Vc 选取 20m min 9 2 麻花钻 Vc 选取 16m min 10 铰刀 Vc 选取 15m min 根据切削方式计算如下 用 100mm 面铣刀粗铣正表面和反表面时 n 粗 1000 80 3 14 100 254 77 取整 260r min 用 100mm 面铣刀精铣正表面和反表面时 n 精 1000 120 3 14 100 382 17 取整 380r min 用 16mm 立铣刀粗铣扇形凸台和 3U 形凸台时 n 粗 1000 80 3 14 16 1592 35 取整 1600r min 用 16mm 立铣刀精铣扇形凸台和 3U 形凸台时 n 精 1000 120 3 14 16 2388 53 取整 2400r min 用 8mm 立铣刀粗铣扇子凹槽时 n 粗 1000 80 3 14 8 3184 72 取 整 3200r min 用 8mm 立铣刀精铣扇子凹槽好 U 形凹槽时 n 精 1000 120 3 14 8 4777 07 取整 4800r min 用 5mm 中心钻钻定位孔时 1000 20 3 14 5 1273 89 取整 1300r min 用 9 2mm 麻花钻钻孔时 1000 16 3 14 9 2 553 86 取整 600r min 用 10mm 铰刀铰孔时 1000 15 3 14 10 477 7 取整 500r min 第五章 xxx 17 4 2 34 2 3 进给量的确定进给量的确定 对于铣刀等多齿刀具 通常规定每齿进给量 fz mm 其含义是刀具每转过 一个齿 刀具相对于工件在进给运动方向上的位移量 进给量与每齿进给量的 关系为 F fz z n 每齿进给量 fz 的选取 主要依据工件材料的力学性能 刀具材料的力学性能 工件表面粗糙度等因素 工件材料强度和硬度越高 fz 越小 反之则越大 硬质合金铣刀的每齿进给量 高于同类高速钢铣刀 工件 刚性差或刀具强度低时 应取较小值 每齿进给量 mm z Z f 工件 材料 硬度 HB 高速钢铣刀硬质合金铣刀 1500 04 0 200 07 0 25 低碳 钢 150 200 0 03 0 180 06 0 22 2200 04 0 200 06 0 22 225 235 0 03 0 150 06 0 22 中 高碳钢 325 425 0 03 0 120 02 0 20 进给量是刀具在进给方向上相对于工件的位移量 单位是 mm min 公式为 F fz z n n 为铣刀转速 z 为铣刀齿数 fz 为每齿进给量 在保证机床 刀具不超出其精度范围 对零件表面粗糙度要求不是很高 尽可能选择大的进给量 粗加工时限制进给量的主要是切削力 精加工时 限 制进给量的主要是表面粗糙度 按国家标准规定 直径为 80 250mm 的面铣刀 刀齿数为 10 26 加工该 零件选用 10 齿 计算结果如下 粗铣表面时 F 粗 0 2 10 260 520mm min 精铣表面时 F 精 0 15 10 380 570mm min 粗铣扇形 3U 形凸台时 F 粗 0 15 3 1800 810 取整 800mm min 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 18 精铣扇形 3U 形凸台时 F 精 0 08 3 2400 576 取整 600mm min 粗铣扇子凹槽时 F 粗 0 15 2 3200 960 取整 1000mm min 精铣扇子凹槽和 U 形凹槽时 F 精 0 08 2 4800 768 取整 800mm min 铰刀铰 10 孔时 F 0 10 2 500 100mm min 查表可知 钻削时中心钻进给量 f 为 0 15mm r 麻花钻 9 2 进给量 f 为 0 25mm r 算的中心钻 F 195 取整 200mm min 麻花钻 F 150mm min 4 2 44 2 4 背吃刀量的选择背吃刀量的选择 在机床刀具和工件的刚度允许的情况下 粗加工 Ra10 80 m 时 一次 进给尽可能切削全部余量 在中等功率机床上 背吃刀量可达 8 10mm 半精 加工 Ra1 25 10 m 时 背吃刀量取为 0 5 2mm 精加工 R0 32 1 25 m 时 背吃刀量取为 0 1 0 4mm 最好一次切净余量 以提 高生产效率 根据零件材料和刀具性能考虑 粗加工时 ap 2 4mm 精加工时 ap 0 2 0 5mm 上述参数的选取 即提高了生产效率 又可延长刀具使用寿命 第五章 xxx 19 第五章第五章 扇形盖零件加工程序编制扇形盖零件加工程序编制 5 1 扇形盖零件工序卡片的设计扇形盖零件工序卡片的设计 加工零件 Z 面 工步工步 号号 工步内容工步内容刀具号刀具号 主轴转速主轴转速 r min 进给速度进给速度 mm min 背吃刀量背吃刀量 mm备注备注 1粗铣Z面T01260520 0 6自动 2精铣上表面T01380570 0 1自动 3精铣四周T022400700 3自动 4粗铣3U形凸台T021600800 0 6自动 5精铣3U形凸台底面T022400600 0 1自动 6精铣3U形凸台侧壁T022400600 0 1自动 7粗铣圆形凹槽T021600800 0 6自动 8精铣圆形凹槽底面T022400600 0 1自动 9精铣圆形凹槽内壁T022400600 0 1自动 10依次精铣3个U形槽T03320010000 6自动 11中心钻定位4 10T041300200 2自动 12麻花钻钻孔T05600150 2自动 13铰 10的孔T06500100 0 2自动 编制编制闫朝湘审核审核批准批准共共 2 页页 第第 1 页页 加工零件 F 面 工步工步 号号 工步内容工步内容 刀具刀具 号号 主轴转速主轴转速 r min 进给速度进给速度 mm min 背吃刀量背吃刀量 mm 备注备注 1粗铣反面T012605200 6自动 2精铣反面T013805700 1自动 3粗铣扇形凸台T0216008000 6自动 4精铣扇形凸台底面T0224007000 1自动 5精铣扇形凸台侧壁T0224007000 1自动 6粗铣扇子凹槽T03160010000 6自动 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 20 7精铣扇子凹槽底面T0324008000 1自动 8精铣扇子凹槽内壁T0324008000 1自动 编制编制闫朝湘审核审核批准批准共共 2 页页第第 2 页页 5 2 扇形盖的加工过程扇形盖的加工过程 5 2 15 2 1 扇形盖零件编程方法的选择扇形盖零件编程方法的选择 数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一 通常包括分析零件图样 确定加工工艺过程 计算走刀轨迹 得出刀位数据 编写数控加工程序 制作 控制介质 校对程序及首件试切 有手工编程和自动编程两种方法 手工编程 是指编制零件加工程序的各个步骤 即从零件图样分析及工艺 处理 数值计算 编写程序单直至程序检验 均由人工完成 称为 手工程序 编制 这种编程适合形状不十分复杂或加工程序不太长的零件 它的好处是方 便简单 经济 自动编程 使用计算机进行数控机床程序编制工作 也即由计算机自动进 行数值计算编制零件加工程序单 自动程序编制 在这里程序编制工作的大 部分或全部由计算机来完成 这种编程适合形状复杂的零件 特别是涉及到刀 具运动轨迹计算的 这种零件适合自动编程 本零件正面包括一个大凸台 圆形凹槽 3 个 U 形凹槽 4 个通孔 反面包 括一个扇形凸台 凸台里含有 3 个扇子凹槽 属于正反面加工 考虑到工件的 工件的加工步骤繁琐 耗时长 故选用自动编程 5 2 25 2 2 扇形盖的加工扇形盖的加工 1 以下为加工该零件的过程 新建 102mm 102mm 40mm 的毛坯 第五章 xxx 21 2 粗铣上表面 编写加工参数 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选择刀具为立铣刀 刀具直径为 100 设置切削用量 主轴转速为 260 慢速下刀速度为 1000 切入切出速度为 520 切削速度为 520 退刀速度为 4000 2 设置下刀方式 慢速下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为垂直 接近方式为直线 接近距离为 10 3 设置加工参数 走刀方式 平行加工 往复 顶层高度为 0 底 层高度为 0 9 每层下降高度 0 6 行距 70 补偿为 PAST 其余未设置参数采 用系统默认值 按 确定 实体仿真结果如下图所示 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 22 4 并后处理 结果如下 3 精铣上表面 编写上表面精加工程序 拷贝上表面粗铣程序 修改加工参数 1 修改加工参数 顶层高度 0 9 底层高度 1 每层下降高度 0 1 2 修改切削用量 主轴转速为 380 慢速下刀速度为 1000 切入切出速 度为 570 切削速度为 570 退刀速度为 4000 3 生成刀具路线并仿真 仿真正确后后置处理 生产 G 代码 第五章 xxx 23 4 精铣侧壁 编写侧壁粗加工程序 加工 常用加工 平面轮廓精加工 1 设置刀具参数 选择刀具为立铣刀 刀具直径为 16 2 设置切削用量 主轴转速为 1600 慢速下刀速度为 1000 切入切出 速度为 800 切削速度为 800 退刀速度为 4000 3 设置加工参数 加工精度 0 01 顶层高度 1 底层高度 32 不抬刀 接近方式 直线 距离 10 加工余量 0 轮廓补偿 to 其余按照系统默认值 4 生成刀路并仿真 结果如下 5 粗铣凸台 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选用 16 的立铣刀 2 设置切削用量 主轴转速 1600 慢下刀速度 1000 切入切出速度为 800 切削速度 800 退刀速度 4000 3 设置下刀方式 慢下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为垂直 4 设置接近返回参数 接近方式长度 10 5 设置清根参数 岛清根 岛清根余量 0 01 6 设置加工参数 走刀方式 环切加工 从外向里 从新对刀 后顶层高度为 0 底层高度为 7 9 每层下降高度 0 6 行距 12 加工精度 0 01 轮廓参数 余量为 0 1 斜度 0 补偿为 PAST 岛参数 余量 0 1 斜 度 0 补偿为 TO 其余未设置参数采用系统默认值 按 确定 7 仿真结果如下图 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 24 6 精铣凸台 复制粗铣的程序 并修改参数 1 修改加工参数 顶层高度为 7 9 底层高度为 8 025 因为对凸台的要 求是上偏差 0 05 下偏差 0 每层下降高度 0 125 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 7 精加工凸台侧壁 加工方案 加工 常用加工 平面轮廓精加工 1 顶层高度 0 底层高度 8 025 每层下刀 2 不抬刀 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 第五章 xxx 25 3 仿真结果如下 8 粗加工圆形凹槽 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选用 16 的立铣刀 2 设置切削用量 主轴转速 1600 慢下刀速度 1000 切入切出速度为 800 切削速度 800 退刀速度 4000 3 设置下刀方式 慢下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为螺旋 半径为 5 4 设置加工参数 走刀方式 环切加工 从里向外 顶层高度 为 0 底层高度为 4 9 每层下降高度 0 6 行距 12 加工精度 0 01 轮廓 参数 余量为 0 1 斜度 0 补偿为 to 其余未设置参数采用系统默认值 按 确定 5 仿真结果如下图 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 26 9 精铣圆形凸台底面 复制粗铣的程序 并修改参数 1 修改 底层高度 4 9 顶层高度 5 025 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 10 精加工凸台侧壁 加工方案 加工 常用加工 平面轮廓精加工 1 顶层高度 0 底层高度 5 025 每层下刀 2 不抬刀 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 第五章 xxx 27 3 仿真结果如下 11 加工 3 个 U 形槽 使用加工 常用加工 平面轮廓精加工 1 设置刀具参数 刀具为 8 的立铣刀 2 顶层高度 0 底层高度 3 025 轮廓补偿 to 不抬刀 每层下降高度 1 接近方式直线 距离 10 返回方式直线 距离 10 3 设置下刀方式 慢下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为垂直 4 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 5 3 个 U 形槽参数一样 只需改轨迹 一起仿真结果如下 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 28 12 定位孔 保证孔的精度 13 用麻花转钻孔 采用加工 其他加工 G01 钻孔 安全高度 20 安全间隙 2 钻孔深度 22 主轴转速 600 钻孔速度 150 仿 真结果如下 14 用铰刀铰孔 保证其孔的精度 粗糙度 换成直径 10 的铰刀 主轴转速 500 钻速 100 每次下刀 0 2 深度 21 加工该零件 F 面 第五章 xxx 29 1 把零件掉头装夹 铣掉多余的余量 保证厚度 编写加工参数 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选择刀具为立铣刀 刀具直径为 100 设置切削用量 主轴转速为 260 慢速下刀速度为 1000 切入切出速度为 520 切削速度为 520 退刀速度为 4000 2 设置下刀方式 慢速下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为垂直 接近方式为直线 接近距离为 10 3 设置加工参数 走刀方式 平行加工 往复 顶层高度为 0 底 层高度为 8 9 每层下降高度 0 6 行距 70 补偿为 PAST 其余未设置参数采 用系统默认值 按 确定 实体仿真结果如下图所示 2 精铣上表面 编写上表面精加工程序 拷贝上表面粗铣程序 修改加工参数 1 修改加工参数 顶层高度 8 9 底层高度 9 每层下降高度 0 1 2 修改切削用量 主轴转速为 380 慢速下刀速度为 1000 切入切出速 度为 570 切削速度为 570 退刀速度为 4000 3 生成刀具路线并仿真 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 30 3 粗铣扇形凸台 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选用 16 的立铣刀 2 设置切削用量 主轴转速 1600 慢下刀速度 1000 切入切出速度为 800 切削速度 800 退刀速度 4000 3 设置下刀方式 慢下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为垂直 4 设置接近返回参数 接近方式长度 10 5 设置清根参数 岛清根 岛清根余量 0 01 6 设置加工参数 走刀方式 环切加工 从外向里 从新对刀 后顶层高度为 0 底层高度为 7 9 每层下降高度 0 6 行距 12 加工精度 0 01 轮廓参数 余量为 0 1 斜度 0 补偿为 PAST 岛参数 余量 0 1 斜 度 0 补偿为 TO 其余未设置参数采用系统默认值 按 确定 7 仿真结果如下图 第五章 xxx 31 4 精铣扇形凸台 复制粗铣的程序 并修改参数 1 修改加工参数 顶层高度为 7 9 底层高度为 8 025 因为对凸台的要 求是上偏差 0 05 下偏差 0 每层下降高度 0 125 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 5 精加工扇形凸台侧壁 加工方案 加工 常用加工 平面轮廓精加 工 1 顶层高度 0 底层高度 8 025 每层下刀 2 不抬刀 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 32 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 600 切削速度 600 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 6 粗加工扇子形凹槽 加工 常用加工 平面区域粗加工 1 设置刀具参数 选用 8 的立铣刀 2 设置切削用量 主轴转速 1600 慢下刀速度 1000 切入切出速度为 1000 切削速度 1000 退刀速度 4000 3 设置下刀方式 慢下刀距离为 5 退刀距离为 5 切入方式为螺旋 半径为 0 1 4 设置加工参数 走刀方式 环切加工 从里向外 顶层高度 为 0 底层高度为 4 9 每层下降高度 0 6 行距 6 加工精度 0 01 轮廓参 数 余量为 0 1 斜度 0 补偿为 to 其余未设置参数采用系统默认值 按 确 定 5 仿真结果如下图 第五章 xxx 33 7 精铣扇子凸台底面 复制粗铣的程序 并修改参数 1 修改 底层高度 4 9 顶层高度 5 025 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 800 切削速度 800 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 8 精加工凸台侧壁 加工方案 加工 常用加工 平面轮廓精加工 1 顶层高度 0 底层高度 5 025 每层下刀 2 不抬刀 2 设置切削用量参数 主轴转速 2400 慢下刀速度 1000 切入切出速 度 800 切削速度 800 退刀速度 4000 3 仿真结果如下 江苏信息职业技术学院毕业设计论文 34 9 按照做扇形凹槽的步骤 修改运动轨迹 仿真效果如下 5 2 35 2 3 零件的加工程序零件的加工程序 零件 Z 面的部分程序 O1200 N12 G90 G54 G0 X27 203 Y 38 419 S2400 M03 N14 G43 H0 Z100 M07 第五章 xxx 35 N16 Z8 N18 G1 Z 2 F1000 N20 X18 Y 42 332 F600 N22 G17 G2 Y42 332 I 18 J42 332 N24 G1 Y30 N26 G3 X30 Y18 I12 J0 N28 G1 X42 332 N30 G2 Y 18 I 42 332 J 18 N32 G1 X30 N34 G3 X18 Y 30 I0 J 12 N36 G1 Y 42 332 N38 X27 203 Y 38 419 N40 Z 4 F1000 N42 X18 Y 42 332 F600 N44 G2 Y42 332 I 18 J42 332 N46 G1 Y30 N48 G3 X30 Y18 I12 J0 N50