机械数控毕业设计（论文）带槽凸台的加工工艺及数控程序的编制【全套图纸】

1、毕业论文（设计）带槽凸台零件的铣削加工工艺及数控程序的编制学 院 专 业 年 级 学生姓名 学 号 20* 年 *月 *日目 录1.前言32.零件图样分析33.机床的选择44.毛坯的选择45.定位基准的选择56.装夹方式的选择57.刀具及其切削用量的选择58.加工方案及工艺卡片的制定68.1表面加工方法的选择68.2工艺路线的安排68.3工艺卡片78.3.1工艺过程卡78.3.2数控加工工序卡79.数控编程79.1数控编程的分类及编程方法的确定79.2加工程序清单8结束语10致 谢11参考文献12附录 刀具轨迹路径及自动编程程序截图13摘要：本文的主要写作目的是为了验证在校三年的学校以及实践过

2、程中所学的知识，所以选择了一个带槽凸台零件来阐述数控铣削的加工工艺以及编程设计，此次设计不仅能够验证自己的知识，同时也能提高自己的知识，通过此次设计，使我发现了自己原来很多不足的地方，同时在设计中不断的改进，使自己的能力上了个新台阶，使我对数控铣削工艺有了更高的认识。关键词：数控铣床；刀具；切削用量；工艺卡片；数控编程全套图纸，加153893706带槽凸台零件的铣削加工工艺及数控程序的编制1.前言数字控制机床（numerically controlled machine tool）简称数控(cnc)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。数控机床是采用计算机

3、实现数字程序控制的技术，通过计算机按事存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。它的出现以及所带来的巨大效益，引起世界各国科技界的普遍重视。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。数控机床作为装备制造业的核心技术应用，是现代制造业的关键设备，对制造业提高加工质量和效率有着重要的意义。数控铣在数控加工中占了一定的地位，它可以加工外形、曲面、孔、螺纹等形状特征，下面来介绍一下一典型槽型零件的数控铣削加工工艺过程及编程。2.零件图样分析图

4、2.1 零件图分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的工艺编制及加工结果。主要包括以下几项内容：分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。从图2.1分析得知，该零件主要加工部位有平面、轮廓、分层轮廓等，图中尺寸标注齐全，零件的尺寸公差较高；零件的

5、台阶壁及槽内壁的表面粗糙度较高，达到1.6了，在加工时需要合理的选择切削参数；零件的材料为45钢，具有良好的切削性能，易于切削加工。3.机床的选择由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能够保证其精度要求的前提下选择相应的设备进行加工即可，但为了减少人为的换刀量，根据现有的数控机床，确定选择由云南cy集团有限公司生产的cy-vmc850系列数控立式加工中心，其主要技术参数如下：系统配置： fanuc 工作台面积(mm)：460950(5001050) 行程(x-y-z)(mm)：800500550主轴锥孔：bt40 主功率(kw)：7.5/11 主轴变速系统转速(rpm

6、)：50-6000伺服 机床结构：台湾主轴、全防护、贴塑滑轨、电柜空调 备注：16把斗笠式刀库、20把圆盘式刀库 机床重量(吨)：64.毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状，工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生产对象。毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用，对零件的机械加工工艺装备及工具的消耗，工时定额计算有很大影响。确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差；其次将毛坯加工余量叠加在零件相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯尺寸与公差，其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此毛坯要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。根据零

7、件的图样分析以及零件的材料要求，选择45钢；依据毛坯的选择原则，综合考虑零件的使用要求，以及机械加工的效率和经济性，确定毛坯的尺寸为909025mm。5.定位基准的选择在选择定位基准时，应该减小装夹的次数，尽量做到在一次安装中能够把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择零件上不需要铣削加工的表面或者孔作为定位基准。对于薄壁的零件，选择的定位基准应该有利于提高加工的刚性，以减小切削变形。并且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度的影响。通过分析，确定其粗基准为毛坯底面及其外轮廓；精基准为已加工底面及外轮廓。6.装夹方式的选择从图2.1中可以看出该零件属于规则的方形零件，易于装夹，

8、因此可以选择数控铣削通用夹具机用虎钳，在数控铣床加工中，对于较小的零件，在粗加工、半精加工和精度要求不高时，是利用机用虎钳进行装夹的。机用虎钳装夹的最大优点是快捷，但夹持范围不大。使用机用虎钳安装工件时的注意事项：1）在工作台上安装机用虎钳时，要保证机用虎钳的正确位置。当机用虎钳底面没有定位键时，应该使用百分表找正固定钳口面。2）夹持工件时的位置要适当，不应该装夹在机用虎钳的一端。3）安装工件时要考虑铣削时的稳定性。4）铣削长形工件时，可使用两个夹具把工件夹紧。7.刀具及其切削用量的选择加工部位刀具号刀具名称及规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm粗铣上下两平面t01120mm

9、面铣刀6002003精铣上下两平面t01120mm面铣刀8001500.5铣四方外轮廓t0220mm立铣刀12001005粗铣凸台轮廓t0220mm立铣刀12001005精铣凸台轮廓t0220mm立铣刀15001500.5粗铣42287mm槽t038mm立铣刀15001004精铣42287mm槽t038mm立铣刀18001500.5铣115mm圆槽t045mm立铣刀15001002.58.加工方案及工艺卡片的制定8.1表面加工方法的选择表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理加工方法。在选择时一般先根据表面的精度及粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的

10、，即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：（1）工件材料的性质。（2）工件的结构和尺寸。（3）生产类型。（4）具体的生产条件。从图1中可以看出，该零件表面粗糙度为ra1.66.3um，精度要求较高，又因该零件为45钢，其切削性能好，硬度低，因此确定该表面的加工方法为：粗铣精铣。在粗铣时应尽快的去除零件的加工余量，给精加工留与合适的切削深度，本题中给0.3mm余量。8.2工艺路线的安排根据该零件的结构工艺性、生产规模和技术要求，确定该零件的工艺路线如下所述：工序1：制造毛坯909025mm板材。工序2：铣底面及外轮廓。

11、工步1：粗铣底面。留余量0.5mm。 工步2：精铣底面。 工步3：铣外轮廓。工序3：铣凸台轮廓、42287mm槽、铣115mm圆槽。 工步1：粗铣凸台轮廓，留余量0.5mm。 工步2：精铣凸台轮廓。 工步3：粗铣42287mm槽。 工步4：精铣42287mm槽。 工步5：铣床115mm圆槽。工序4：去毛刺。工序5：检验。8.3工艺卡片8.3.1工艺过程卡序号工序名称工序内容设备及工装1备料制作毛坯90mm90mm25mm钢板2铣铣底面及外轮廓铣削加工中心，虎钳3铣铣凸台轮廓、42287mm槽、铣115mm圆槽铣削加工中心，虎钳4钳去毛刺5检验8.3.2数控加工工序卡机械加工工序卡（工序2）产品

12、名称槽型零件材料45钢毛坯尺寸909025mm工步号工步内容主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）1粗铣底面60020032精铣底面8001500.53铣四方轮廓12001005机械加工工序卡（工序3）产品名称槽型零件材料45钢毛坯尺寸909025mm工步号工步内容主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）1粗铣上表面60020032精铣上表面8001500.53粗铣凸台外轮廓120010054精铣凸台外轮廓15001500.55粗铣42287mm槽150010046精铣42287mm槽18001200.57铣115mm圆槽15001002.59.数

13、控编程9.1数控编程的分类及编程方法的确定数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。（2）自动编程自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图

14、形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。根据该零件的结构特性，确定该零件的编程方法为：零件的平面铣削、四方轮廓的铣削、圆槽的铣削等部位的加工程序采用手工编写；对于零件的台阶轮廓及42287mm槽的加工程序采用自动编程。9.2加工程序清单（1）工序2的加工程序程序解释说明o0001；程序号；t01 m06;（120mm面铣刀）换1号刀g00 g90 g54 x110 y-5 m03 s600;快速运动至下

15、刀点；g43 h1 z50 m08;调用1号刀具长度补偿，切削液开；g00 z0.5；快速下刀至粗铣位置；g01 x-110 f200;粗铣底面；z0 s800;下刀至精铣位置；g01 x110 f150;精铣底面；g00 z150;抬刀；t02 m06;（20mm立铣刀）g00 g90 g54 x50 y-60 m03 s1200;g43 h2 z50 m08;调用2号刀具长度补偿，切削液开；g00 z-12;下刀；g01 y50 f100;铣外轮廓；x-50;y-50;x55;g00 z150;抬刀；y150;工作台退回；m05;主轴停止；m09;切削液关；m30;程序结束；（2）工序3的

16、加工程序程序解释说明o0002;程序号；t01 m06;（120mm面铣刀）换1号刀g00 g90 g54 x110 y-5 m03 s600;快速运动至下刀点；g43 h1 z50 m08;调用1号刀具长度补偿，切削液开；g00 z0.5；快速下刀至粗铣位置；g01 x-110 f200;粗铣底面；z0 s800;下刀至精铣位置；g01 x110 f150;精铣底面；g00 z150;抬刀；m98 p4444;调用子程序o4444；t04 m06;（5mm立铣刀）换4号刀；g00 g90 g54 x8 y0 m03 s1500;g43 h4 z50 m08;调用4号刀具长度补偿，切削液开；g

17、00 z-5;快速下刀至切削起点；g01 z-10 f50;进刀；g03 i-8 f100;铣圆槽；g01 z5 f150;退刀；g00 z150;抬刀；y150;工作台退回；m05;主轴停止；m09;切削液关；m30;程序结束；子程序见nc文件。结束语经过3个月的时间，毕业设计的工作已经完成。通过对零件数控铣加工工艺与编程课题的认真学习和研究，基本掌握了零件数控铣加工工艺分析的方法和编程的技巧，同时也通过对具体零件的数控铣加工工艺的分析、编程及模拟仿真，最终加工出了对应的产品。毕业设计前期，通过对数控铣加工工艺和编程知识的储备，学习到了关于数控铣发展的方向及其特点，并且通过对加工工艺的学习，

18、较好的掌握了数控铣加工工艺的特点，及其在编写加工工艺时，应该注意那些问题等等。而且通过对数控铣编程指令的熟悉和简单的应用，掌握了一些常用的编程指令。在毕业设计的中期，通过对仿真编程软件的学习，进一步的掌握了数控编程的方法和编程指令，尤其是对调用循环程序中编程指令的参数的设定。通过对循环中参数的学习，更加清晰的掌握了在调用循环过程中其实际的加工过程。毕业设计的后期，通过对具体零件的分析和编程，更进一步的掌握了数控加工工艺和编程的特点。通过对零件的仿真加工，更进一步的掌握了西门子840d软件。最后通过老师对数控铣床的讲解和实际操作，基本掌握了数控铣床的实际操作过程，并且最终加工出了相应的产品。在本次毕业设计的过程中，也遇到了很多的困难，充分体会到了理论必须与实际相结合。虽然在毕业设计的前期和设计过程中，搜集了大量关于数控铣加工工艺和编程的资料，但是在实际的工艺分析和数控编程中还是遇到了很多的理论与实际不同的困难。许多问题在书本上都是这样，而在实际运用中却是那样，但幸运的是通过老师的帮助和多次分析修改后，最终完成了加工工艺的分析和编程，并且加工出了相应的产品。在毕业设计的过程中，要边学习，变实践，每当遇到新的问题时，就要不断的努力和探索，切忌心浮气躁。致 谢本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时，