CNC凸台加工中心加工综合设计毕业设计说明书

1、郑州电力职业技术学院 毕业设计说明 设计题目CNC凸台加工中心加工综合设计 学生姓名 班级10级数控一班 业数控技术 指导教师 （完成日期）2013年06月13日 、八 刖言 二十一世纪是一个科技创新和发展生产力相互作用的时代，科技的创新发展提高了 生产力的发展水平，生产力水平的不满足促进了科技的创新。尤其：是作为一个国家经 济发展水平的制造业，对制造业起着重要作用。 数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家 基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、 柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造

2、 业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。特别是计算机辅助 制造CAD/CAM、UG、Mastercam和ProE软件的发展，对制造业人工无法完成的事情， 计算机辅助制造提供较为快捷的运用，让异想天开变为了现实。 本次毕业设计题目的选择主要加工中心体现了工序集中现代制造业的主要方法。用 到了铣端面、铣凸台、钻孔、绞丝、攻螺纹。对我们学的知识大致都都进行了个概括和 总结。这次毕业设计的工作量主要包括六大的部分：一、零件图的分析二、毛坯的选 择 三、数控设备的选择 四、数控加工工艺的分析和加工方案的制定五、计算程序与 程序校验六、零件数控加工及检验。零件图通过在 AUTOCAD

3、上用平面的形式变现出 来，更加清楚零件的结构形状，然后具体分析零件结构。数控加工工艺分析，通过对零 件的工艺分析，可以深入全面的了解零件的结构、技术要求与工艺要求，进而确定零件 适合在哪一种数控机床上加工，本次的零件图需要多次换刀，因此；我选择在加工中心 上进行，因为加工中心具有自动换刀装置，在一次安装中，可以完成零件上平面的铣削、 镗削、铰削及攻螺纹等多工位加工。加工的部位可以在同一个平面上面，也可以在不同 的平面上面，既有平面又有孔系是加工中心的首选对象。 工序的确定首先选择定位基准； 零件的定位基准一方面要保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性，另 一方面要满足加工中心工序集

4、中的特点既一次安装尽可能完成零件上较多表面的加工。 定位基准最好是已有的面和孔，然后确定所有的加工表面的加工方法和加工方案；选择 刀具和切削用量。然后确定所有工步的加工顺序。要计算程序，然后进行程序的校验； 最后;进行数控加工及检验。就得到了要求零件的数控加工工艺路线。 现在制造业中数控技术的日益广泛使用，使得我认识到学好数控技术的重要性。我 相信接此次毕业设计会对我三年来的学习会是一次巩固和复习，更会提高我们的综合能 力的运用，将会进一步认识到数控技术的重要性，同时 ；为以后我们工作与发展打下很 好的基础平台。 胡现伟 零件图的分析 1.1.零件图的正确分析及完整性分析 1.2零件结构及其工

5、艺性分析 1.3零件精度及技术要求分析 确定毛坯 2.1毛坯的选择 2.2毛坯的形状和尺寸的确定 机床设备的选择 3.1机床类型的选择 3.1.1按工艺用途分类 3.1.2按控制功能分类 3.1.3按进给伺服系统类型分类 3.2机床的规格选择 3.3机床精度等级的选择 定位基准及装夹方式的确定 4.1定位基准的选择 4.2确定工件的装夹方式 对刀方式及对刀点的确定 5.1正确选择对刀点 5.2对刀点及换刀点的合理选择 制订数控加工方案 6.1合理划分数控加工工序 6.2确定各工序的工步顺序、进给路线、绘制走刀路线图 6.3确定各工序刀具，填写刀具卡片 确定数控加工余量，工序尺寸及公差 7.1加

6、工余量的确定 7.2影响加工余量的因素 7.3确定加工余量的方法 确定数控加工切削用量 8.1确定背刀量 8.2主轴转速的确定 8.3进给速度 编写数控加工程序并进行程序校验 9.1编制数控加工程序 9.2进行数控仿真加工程序校验 3 3 4 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 9 10 10 10 11 11 12 16 17 17 91 20 20 20 21 23 ：-25 25 31 错误！未定义书签。 33 总结 参考文献 零件图的分析 零件图是制定工艺规程最基本的原始原始资料之一。对零件图分析得是否透彻，将 直接影响所制订工艺规程的科学性、合理性和经济性。分析零件图

7、，主要从以下两个方 面进行。 1.1零件图的正确分析及完整性分析 pia 己一pg 3-0 L 夹具在机床上能实现定向安装； 夹具的刚性与稳定性要好。 (1) (2) 元件所构成； 活性； 专用夹具：专为某一项或类似的几项加工设计制造的夹具； 可调整夹具：组合夹具与专用夹具的结合，既能保证加工的精度，装夹更具灵 多工位夹具：可同时装夹多个工件的夹具； (6) 的工件的装夹。 成组夹具：专门用于形状相似、尺寸相近且定位、夹紧、加工方法相同或相似 根据该零件的形状与特征，本次的夹具选择应选择通用夹具；虎钳，且通用性强、 结构简单，装夹工件时无需调整或稍加调整即可。但是；为了工件装夹位置应保证工件

8、在机床各轴的加工行程范围内，提高刀具的加工刚性，夹具应安装在移动平台中间。 五 对刀方式及对刀点的确定 对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置的关系点，是确定共建坐标系与机床坐标 系的关系点。对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。本零件采 用手动对刀。 5.1正确选择对刀点 对刀方式分为机内对刀和机外对刀，本次因为加工的使用的刀具比较少，所以采用 机内对刀。 对刀方法 1. 试切对刀 采用G54指令建立工件坐标系对刀 采用G54G59零点偏置指令建 立工件坐标系对刀改变参考点位置，通过回参考点直接对刀多刀加工时的对刀一利用 刀具长度补偿功能对刀 2. 机外对刀仪对刀 3. AT

9、C对刀 4. 自动对刀 其操作步骤为： a. 将所用刀具装到主轴上使主轴中速转动； b. 将主轴沿X方向靠近，直至刀刃轻微接触到工件端面，即产生稍微摩擦； C.X方向保持不变，将毛坯的半径输入到 X工件坐标系设定中进行测量，得到 X的 对刀点。 d. Z轴方向上提远离工件，靠近丫轴工件的端面，丫轴方向保持不变，将毛坯的半径 输入到丫工件坐标系设定中进行测量，得到 丫的对刀点。 e. 提起Z轴向上表面靠近，直至刀刃轻微接触到工件表面，即产生轻微摩擦，将零 输入到Z工件坐标系设定中进行测量，得到 Z的对刀点。 f. 进行验刀，验刀正确，即对刀完成。 5.2对刀点及换刀点的合理选择 正确选择对刀点：

10、对刀点可以设在被加工零件上，也可以设在与零件定位基准有固 尺寸联系的夹具的某一位置或机床上。其选择原则如下: (1) 对刀点的位置容易确定； (2) 能够方便换刀,以便与换刀点重合； 采用G54-G95建立工件坐标系时，对刀点应与工件坐标系原点重合；批量加工时 为应用调整法获得尺寸，即一次对刀可加工一批工件，对刀点应选在夹具定位元件的起 始基准上,并将编程原点与定位基准重合，以便直接按定位基准对刀或将对刀点选在夹 具中专设的对刀元件上，以方便对刀。 由于选择了 G54来建立工件坐标系对刀，所以刀位点就与工件坐标系原点重合。所 以对刀点就选在工件上。这样对刀点的位置就容易确定，换刀就很容易，可以

11、直接从对刀 点进给到换刀点。缩短了刀具的空行程，缩短了加工时间。 正确选择换刀点：数控程序中指定用于换刀的位置点。在数控车床上加工工件时 ， 需要经常换刀，在程序编制时，就要设置换刀点。换刀点的位置应避免与工件，夹具和机 床干涉。普通数控车床的换刀点由编程人员指定，通常将其与对刀点重合。由于是用G54 建立的工件坐标系，对刀点在工件上，换刀点就无法与对刀点重合。为了使换刀点不与工 件，夹具和机床干涉,缩短空行程的原则我把换刀点设立在 X-100，Z100的位置上。 六制订数控加工方案 6.1合理划分数控加工工序 对于多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件，工序的划分自然以 ,数控 机床

12、为单位来进行。而对于需要很少的数控机床就能加工完零件全部内容的情况 加工工序的划分一般按照下列方法进行: （1）按所使用刀具划分，用同一把刀具加工完工件上所有该刀具应加工的表面后, 再换第二把刀具。这种方法可以减少换刀次数，减少空行程时间，消除不必要的定位误 差。 （2）按工件安装次数划分，以一次装夹的加工内容作为一道工序，适合于加工内 容不多的工件。有同轴度要求的内外圆柱面或外圆和端面之间有垂直度要求的，尽可能 在一次装夹中完成。 （3）按粗精加工划分，根据零件的形状、尺寸精度等因素，按粗、精加工分开的 原则，先粗加工，再半精加工，最后精加工。 （4）按加工部位划分，对于加工内容很多的零件，

13、可按其结构特点将加工部位分 成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。即先加工平面、定位面，再加工孔；先加 工形状简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度比较低的部位，再加工精 度比较高的部位。 所以综合考虑具体情况和经济性，机床设备、现有的工装设备等因素，为了更好的完 成加工，我制定了如下方案： 方案一:以刀具划分和装夹划分需要三道工序。 工序一：先进行粗铣、半精铣、精铣平面，后进行外轮廓的粗、半精、精加工。 工序二：加工平面的圆弧、凹槽、凸台和矩形形状的粗加工、半精和精加工。 工序三：最后进行通孔、螺纹孔的粗加工和精加工。 方案二:以装夹划分需要两道工序。 工序一:第一次装夹然后进行

14、粗精加工使工件达到加工精度。 工序二:掉头装夹进行粗精加工。 经过方案一与方案二的分析，为了保证各尺寸精度、保证表面粗糙度和技术要求， 以一次换刀所加工作为一道工序，完成了一次装夹刀具加工所有平面，提高了生产效率、 降低了劳动量、减少来了换刀时间、缩短了工时额、提高了经济效益，这样即保证了加 工尺寸精度、表面粗糙度和技术要求，又符合以低生产成本加工高质量的产品，符合机 械加工的原则。 6.2确定各工序的工步顺序、进给路线、绘制走刀路线图 1.工步顺序的确定 加工顺序的安排应根据零件是由多个表面构成的，这些表面有自己的精度要求，各 表面之间也有相应的精度要求。工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和

15、安装方式，重 点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则 1）先粗后精的原则 各表面的加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是 逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。如果零件的全部表面均由数控机床加工，工 序安排一般按粗加工、半精加工、精加工的顺序进行，即粗加工全部完成后再进行半精 加工和精加工。粗加工时可快速去除大部分加工余量，再依次精加工各个表面，这样可 提高生产效率，又可保证零件的加工精度和表面粗糙度。该方法适用于位置精度要求较 高的加工表面。 根据零件的实际情况，对于一些尺寸精度要求较高的加工表面，考虑到零件的刚度、 变形及尺寸精度

16、等要求，也可以考虑这些加工表面分别按粗加工、半精加工、精加工的 顺序完成。 2）基准面先加工原则 加工一开始，总是把用作精加工基准的表面加工出来，因为定位基准的表面精确， 装夹误差就小，所以任何零件的加工过程，总是先对定位基准面进行粗加工和半精加工, 必要时还要进行精加工，例如，轴类零件总是对定位基准面进行粗加工和半精加工，再 进行精加工。例如轴类零件总是先加工中心孔，再以中心孔面和定位孔为精基准加工孔 系和其他表面。如果精基准面不止一个，则应该按照基准转换的顺序和逐步提高加工精 度的原则来安排基准面的加工。 3）先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较

17、稳定可 靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为 定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工 精度。通常，可按零件的加工部位划分工序，一般先加工简单的几何形状，后加工复杂 的几何形状；先加工精度较低的部位，后加工精度较高的部位；先加工平面，后加工孔。 4）内外交叉原则 对既有内表面（内型腔），又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行 内、外表面粗加工，后进行内、外表面精加工。切不可将零件上一部分表面（外表面或 内表面）加工完毕后，再加工其它表面（内表面或外表面 5）连续加工的原则 在加工半封闭或封闭的内外轮廓时，应尽

18、量避免数控加工中的停顿现象。由于零件、 刀具、机床这一工艺系统在加工过程中暂时处于动态的平衡状态下，若设备由于数控程 序安排出现突然进给停顿的现象，由于切削力会明显减少，就会失去原工艺系统的稳定 状态，使刀具在停顿处留下划痕或凹痕。因此，在轮廓加工中应避免进给停顿的现象， 以保证零件的加工质量。 2. 进给路线 进给路线是指切削加工过程中刀具（严格说是刀位点）相对于被加工零件的运动轨 迹和运动方向，即指刀具从对刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的 路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路线是编制程序的 依据之一。在确定走刀路线时最好画一张工序简图，将已拟定的

19、加工路线画上去，包括 刀具进退路线，这样可为编程带来不少方便。 2.1确定走刀路线原则 （1）走刀路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。为保证工件轮廓表面加工的 表面粗糙度要求，最终轮廓表面应安排最后一次走刀连续加工出来； （2）应尽量使加工路线最短，减少空行程时间，以提高加工效率； （3）合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。一般来说，数控机床采用滚珠丝杠， 运动间隙很小，因此，顺铣优点多于逆铣。 （4）选择工件加工变形小的加工路线。在一次安装加工多道工序中，先安排对工件 刚往破坏较小的工序。 （5）使数值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量。 （6）根据工件的形状、刚度、加工余量、机床

20、系统的刚度等情况，确定循环加工次 数。 （7）合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反 向间隙而产生的定位误差。刀具的进退方向及路线要认真考虑，以尽量减少接刀痕迹。 （8）在切削过程中，刀具不能与工件轮廓发生干涉。 2.2铣削加工中加工路线的选择要点 （1）在数控铣床上铣削外轮廓零件时， 迹，应设计合理的刀具切入和切出时的进、 迸给路线时应沿外轮廓的沿长线切向切入， 为了保证轮廓表面质量的要求.减少接刀的痕 退刀位置。一般采用立铣刀侧刃切削，设计 尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停 14 顿，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化

21、而 造成弹性变形，致使光滑连续轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。如图 6.1.退刀时应注意不要从工件的轮廓外直接退刀，应沿零件外轮廓延长线的切向逐渐切 离工件. 井: 图6.1铣屑外轮廓零件的刀具的切入和切出 （2）铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了 提高加工精度和减少表面粗糙度，在铣削封闭的内轮廓时，因刀具切入、切出不允 许外延，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以 圆弧切向进刀。.图6. 2所示铣凹槽的3种加工路线：图6. 2a为用行切法加工凹槽， 其加工路线最短，但表面租糙度差，适用于对表面粗糙度要求不太高的粗加工或半

22、 精加工。图6. 2b为环切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路线最长。图4. 2c 为采用综合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最终轮廓用环切法再沿轮廓切削 一周进行精加工，使凹槽轮廓表面光整，易保证凹槽侧面达到所要求的表面质量。 而其加工路线介于前两者之间，所以图6. 2C的加工路线方案最为合理。 I 1 u 图6.2凹槽的3种加工路线 a）行切法b）环切法C）综合法 (3) 用圆弧插补铣削整圆时，当整圆加工完毕后，不要在切点处直接退刀，要让刀具 最好沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面发生碰撞，造 成工件报废。同样铣削内圆时也要遵守切向切入的原则，以提高内孔表面

23、的加工精度及 表面质量，见图6. 3和图6. 4。圆弧切入点X2切出时多走的距离 工作*歸 X RMtirXa*1功出时事走韵危 图6.4铣削内圆 图6.3铣削外圆 图4.5过切 11 15 (4) 在铣屑n零件时，要根据工件的材料等因素考虑铣削方式，一般情况下选择顺 铣这种方式可以提高30%左右的切削速度，节省机床3%5%的动力，改善I2级粗糙 度，但要求走刀具有消除间隙的机构。如果采用逆铣加工方式，刀具容易磨损，并影响 表面加工质量，但是工件表面有硬皮时，应采用逆铣的加工路线进行加工。 在铣削圆弧与直线的连接处，可能由于刀具的原因会产生“欠切”现象，这时在 设计进给路线时，须选用直径较小的

24、刀具，采用补加工的方式消除欠切现象。同样，在 空载运行过快和高速进给的轮廓加工中，由于工艺系统的惯性容易出现过切现象。那么 在加工过程中，采用先快后慢的进给方式，特别是拐角处应通过进给修调的方式，选择 变化的迸给速度进行加工，见上图6. 5所示。 2.3钻削加工加工路线的选择要点 对加工精度要求较高的孔系时，安排的镗孔路线一定要注意各孔的定位方向要一 致，即采用单向趋近定位的方法，以避免传动系统或检测系统的误差对定位精度的影响， 见图6. 6。如果按6. 6a图方案加工W时，X方向的反向间隙将会影响II、n I两孔的孔距 精度。如果按6. 6b图的迸给路线进行加工，可使各个孔之间的定位方向一致

25、。 刀直 fh IN ：0 S 0 图6.6孔系的加工路线方案 2.4其它情况的选择要点 (1) 在表面加工时，应尽量避免加工停顿现象。如果出现停顿，切削力会明显减小， 刀具会在停顿处留下划痕或凹痕，影响加工质量。同时在过象限的圆弧加工过程当中， 应选择适当的进给量，以避免产生“爬行”现象。 (2) 在确定加工路线时，同时也要兼顾工序集中原则，尽量在一次装夹中，尽可能使 用同一把刀具完成较多的加工表面，以减少换刀次数，装夹次数，从而简化加工路线， 缩短辅助时间。同样也可以考虑粗精加工的工序集中原则，但粗精加工的进给路线要加 以区别。 (3) 在安排加工路线过程中，为缩短行程，应考虑尽量缩短刀具

26、的空行程，通常通过 合理的选择起刀点、换刀点来合理安排空行程的路线，在图 6. 7中若按6. 7b图的加工 线路比较6. 7a图来说，可以缩短空行程，提高生产效率。 xi / T ab 图6.7最短加工路线的方案 (4) 在使用加工中心的过程中，多数零件应尽量采用子程序、镜像功能、宏程序的 调用、固定循环的使用等，这样不但减少了编程的工作量，也使进给路线更加规律化。 对于此零件外轮廓严格按照切入切出的路线、凹槽的加工应按环切法、通孔及螺纹 孔的加工应按照逼近法定位加工，这样符合了进给路线的加工原则。上述基础工艺问题 解决后就可进入数控程序的编制阶段，同时，当解决了上面的具体工艺问题后，编程人

27、员就能编制出操作者满意的程序，而评价数控程序的优劣也不在于程序有多玄奥，而在 于具体工序、刀具、切削用量参数的合理性。 6.3、确定各工序刀具，填写刀具卡片 产品代号 零件名称 凸台 零件图号 序号 刀具号 刀具名称及规格 加工表面 备注 1 T01 12mm平底刀 粗精铣凹槽 1 2 T02 30mm面铣刀 粗精铣表面 1 3 T03 10m m中心钻 打左端槽中心孔 1 4 T04 8mm平底刀 粗精铣 243槽 1 5 T05 7mm键槽铣刀 粗精铣左端凹槽 1 6 T06 6mm中心钻 打8的中心孔 1 7 T07 8mm镗刀 粗精镗 8mm孔 1 8 T08 4mm平底刀 粗精铣右端

28、凹槽 1 9 T09 12mm镗刀 粗精镗 12通孔 1 编制 审核 批准 七确定数控加工余量，工序尺寸及公差 7.1加工余量的确定 确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。所谓加工余量，是指使加工表面达到所需 的精度和表面质量而应切除的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量之分。工 序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工余量是毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差，它 等于各工序尺寸余量之和，即 AJ?总=+ Z刀-总加工余量; Z i -工序余量； N- 工序数量。 图7-1是表示各工序余量的分布图，从图中可见工序余量和加工余量之间的关系。 工序余量的数值是在垂直于被加工的方向上计量的其数值大小由前

29、工序与本工序的工 序尺寸之差来决定的。 毛坯尺寸 粗加工尺寸 藉加工尺寸 轴的最终尺寸 孔的彊终尺寸 精力nr尺寸 粗加HX寸 毛坯尺寸 蓿加工余星 粗J0辽余呈 25 租加王余星 精加工余量 舷加工余量 24 毛坯加工余量 毛坯加工余S 图7-1尺寸链 在平面上加工余量为非对称的单边余量，但对于竖立的平面有时则为对称余量。如 图7-2a所示，对被包容面有 Zb=La-Lb 如图7-2b所示，对包容表面有 Zb=Lb-La 式中：Zb-本工序的工序余量; La-前工序的工序余量; Lb-本工序的工序尺寸。 ir 乓 a = 7 Zb . 097-3 图7-3 :加工余量 在回转表面上加工余量为

30、对称的双边余量。如图7-3a所示，对被包容面有 2Zb=da-db 如图7-3b所示，对包容面有 2Zb=db-da 式中：2Zb-直径上的加工余量； Da-前工序加工表面的直径; Db-本工序加工表面的直径。 在加工过程中，由于工序尺寸有公差，实际切除的余量是一个变值，因此，工序余 量分为基本余量（又称为工称余量）、最大工序余量和最小工序余量。 中间工序的工序余量与工序尺寸及其公差的关系如图7-4所示。由图7-5可知，工序的基 本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式计算： 一启 1J J! 13 图7-4:尺寸公差 对于被包容面有 Z=La-Lb Zmax=Lamax-Lbmin=Z+T

31、 b Zmmin=Lamin-Lbmax=Z-T a 对于包容面有 Z=L b-La Zmax=L bmax-Lam in=Z+T b Zmin=L bmin+Lamax=Z-T a 式中：Z-工序余量的基本尺寸; Zmax-最大工序余量; Zmi n-最小工序余量; La-上工序的基本尺寸; Lb-本工序的基本尺寸; Ta-上工序尺寸的公差; Tb-本工序尺寸的公差。 为了便于加工，工序尺寸的公差一般按“入体原则”标注，即被包容面的工序尺寸 取上偏差为零，下偏差为负值；包容面的工序尺寸取上偏差为正值，下偏差为零。毛坯 尺寸的公差一般采取双向对称分布。 7.2影响加工余量的因素 加工余量的大小

32、对零件的加工作量和制造的经济性有较大的影响。余量过大，会浪 费原材料及机械加工的工时，增加机床、刀具及能源等的消耗；余量过小，则不能消除 上工序留下的各种误差、表面缺陷和本工序的装夹误差，容易造成废品。因此，应根据 影响余量的大小因素合理地确定加工余量。影响加工余量大小的因素有以下几种: 1. 上道工序加工表面（或毛坯表面）的表面质量包括表面粗糙度咼度 血和表面缺陷 层深度仏; 2. 上道工序的尺寸公差监 3. 上道工序的位置误差Q込 4.本工序的安装误差% 7.3确定加工余量的方法 1.计算法 此法是根据一定的资料，对影响加工余量的各项因素进行分析计算，然后综 合考虑计算出来的， 多用于大批

33、大量生产，计算公式如下: 对双边余量： 益鼻7+2丹,+R+ 2l角+环I 对单边余量: 签凡+ 1卩+令1 一般取 Ia+cJZrf+ei 2.查表法 以工厂的实际生产经验及工艺实践积累的有关加工余量的资料数据为基础, 结合具体加工方法进行适当修正而得到加工余量的方法。 3.经验法根据工艺人员的经验来确定加工余量的方法。 八确定数控加工切削用量 数控編和时 編和人员必须确定每道丄序的切削用竝 并以指令的形式写入觀用 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 同的切削冃呈。切削用邑的选择原则是保讦零件加丄和度和表面粗糙度充分发挥刀 儿切削性能-保证合理的刀具

34、耐用度并充分发挥机床的性能呆大限度提高牛产率 降低成本。 8.1确定背刀量 （1）背吃刀量ap根据加工余量和工艺系统的刚度确定。在机床、工件和刀具刚度 允许的情况下，ap 就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略 小于普通机床。具体选择如下： 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除； 一刀的ap应尽可能大些，使刀若工艺系统刚性不足或余量过大不能一次切除，也应按先 多后少的不等余量法加工。第口在里层切削，避免工件表面不平及有硬皮的铸锻件。 当冲击载荷较大（如断续表面）

35、或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈 旧）时，可适当降低ap,使切削力减小。 精加工时，ap应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低 ap的方法，逐步提高加 工精度和表面质量。一般精加工时，取ap=0.050.8mm；半精加工时，取ap=1.03.0mm。 （2）切削宽度L （mm） 一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在数控加工 中，一般L的取值范围为：L=（0.60.9）d。 （3）进给量（进给速度）f（mm/min或mm/r）的选择 进给量（进给速度）是数控机床切削用量中的重要参数，根据零件的表面粗糙度、 加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。对于多齿

36、刀具，其进 给速度vf、刀具转速n、刀具齿数Z及每齿进给量fz的关系为：Vf=fn=fzzn 粗加工时，由于对工件表面质量没有太高的要求，f主要受刀杆、刀片、机床、工 件等的强度和刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选择。工艺系统刚度好时，可 用大些的f;反之，适当降低f。 在拐角后逐渐升速，以保证加工精度。 精加工、半精加工时，f应根据工件的表面粗糙度Ra要求选择。Ra要求小的，取较 小的f,但又不能过小，因为f过小，切削厚度hD过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。 刀具的副偏角愈大，刀尖圆弧半径愈大，则 f可选较大值。一般，精铣时可取20 25mm/min,精车时可取0.100.20mm

37、/r。还应注意零件加工中的某些特殊因素。比如在 轮廓加工中，选择进给量时，应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、进给 速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度， 8.2主轴转速的确定 主要根据允许的切削速度Vc（m/min）选取： n-i0型 TTd 其中Vc-切削速 D-工件或刀具的直径（mm） 以下每把的转速如下： 6mn高速钢立铣刀 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; 表8-1各种刀具铣削加工的切削速度参考值 工件材料 硬度/HB 铣削速度0 /m/mi n 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 低、中炭钢 220 21 40

38、 60 150 225290 15 36 54 115 300425 915 36 75 高炭钢 220 18 36 60 130 225 325 14 21 53 105 325375 821 36 48 375425 610 35 45 合金钢 220 15 35 55 120 225 325 10 24 37 80 325425 59 30 60 工具钢 200250 12 23 45 83 灰铸铁 110140 24 36 110115 150225 15 21 60 110 230290 918 45 90 300 320 510 21 30 可锻铸铁 110160 42 50 10

39、0200 160200 24 36 83 120 200240 15 24 72 110 240280 911 40 60 铸 钢 低炭 100150 18 27 68 105 中炭 100160 18 27 68 105 160200 15 21 60 90 200240 12 21 53 75 钢炭 180240 918 53 80 铝合金 180300 360 600 铜合金 45 100 120190 镁合金 180270 150600 从理论上讲，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 屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综

40、合 毛坯力学性能HBS=290考虑: 取粗铣时: Vc=25m/m in 精铣时 :Vc=35m/min 中: n粗错误！未指定书签。 10曲25 =1326.96r/min 3.14 咒 6 精= 10035=i857.74r/min 3.14X6 计算的主轴转速n要根据机床有的或接近的转速选取： 取 n 粗=1327r/min n 精=1858r/min 同理：30mn面铣刀 取 n 粗=390r/min n 精=372r/min 10mn钻头 取 n粗=797r/min n 精=1115r/min 8mn平底刀 取 n粗=995r/min n 精=1393r/min 7mn平底刀 取 n

41、粗=1138r/min n 精=1593r/min 6mn钻头 取 n 粗=390r/min n 精=372r/min 8mmS刀 取 n粗=995r/min n 精=1393r/min 4mm平底刀 取 n粗=1990r/min n 精=2789r/min 8.3进给速度 粗铣时铣削力大，进给量的提高主要受刀具强度、机床、夹具等工艺系统刚性的限 制，根据刀具形状、材料以及被加工工件材质的不同，在强度刚度许可的条件下，进给 量应尽量取大；精铣时限制进给量的主要因素是加工表面的粗糙度，为了减小工艺系统 的弹性变形，减小已加工表面的粗糙度，一般采用较小的进给量。 切削进给速度F时切削时单位时间内工

42、件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位 fz mm/min它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量（mm/z）的关系为： fz V f= ZN fz 每齿进给量z的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙 度值等因素。工件材料的强度和硬度越高，fz越小，反之则越大；工件表面粗糙度值 fz 越小，就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。 以下为各种刀每齿进给量fz 工件材料 硬度/HB 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 立铣刀 端铣刀 立铣刀 端铣刀 低炭钢 150 0.04 0.20 0.15 0.30 0.07 0.25 0.20 0.40 150200 0.03 0.18

43、0.15 0.30 0.06 0.22 0.20 0.35 中、高炭钢 220 0.04 0.20 0.15 0.25 0.06 0.22 0.15 0.35 225 325 0.03 0.15 0.10 0.20 0.05 0.20 0.12 0.25 325425 0.03 0.12 0.08 0.15 0.04 0.15 0.10 0.20 灰铸铁 150180 0.07 0.18 0.20 0.35 0.12 0.25 0.20 0.50 180220 0.05 0.15 0.15 0.30 0.10 0.20 0.20 0.40 220300 0.03 0.10 0.10 0.15

44、0.08 0.15 0.15 0.30 可锻铸铁 110160 0.08 0.20 0.20 0.40 0.12 0.20 0.20 0.50 160200 10.07 0.20 0.20 0.35 0.10 0.20 0.20 0.40 200240 0.05 0.15 0.15 0.30 0.08 0.15 0.15 0.30 240280 0.02 0.08 0.10 0.20 0.05 0.10 0.10 0.25 合金钢 220 0.05 0.18 0.15 0.25 0.08 0.20 0.12 0.40 220280 0.05 0.15 0.12 0.20 0.06 0.15 0

45、.10 0.30 280 320 0.03 0.12 0.07 0.12 0.05 0.12 0.08 0.20 320380 0.02 0.10 0.05 0.10 0.03 0.10 0.06 0.15 工具钢 退火状态 0.05 0.10 0.12 0.20 0.08 0.15 0.15 0.50 393 =111.44mm/min 7mn平底刀: n 粗=1138r/min n 精=1593r/min 粗铣时：V =0.08 ：2X1138 =182.08r/min 精铣时：V =0.04 ：2X1593 6mn钻占头: =127.44r/m in n 粗=390r/min n 精=3

46、72r/min 粗铣时：V f =0.08 390 =62.4r/min 精铣时：V f =0.04送X372 =29.76r/min 8mn镗刀： n 粗=995r/min n 精=1393r/min 粗铣时：V f =0.08送995 =159.2r/min 精铣时：V f =0.04 393 =111.44mm/min 4mmF底刀: n 粗=1990r/min n 精=2789r/min 27 粗铣时：V f=0.08 990 =318.4r/min 精铣时：V f =0.04 2789 =223.12mm/min 九编写数控加工程序并进行程序校验 9.1编制数控加工程序 机床初始值设

47、 G54G90G40G21; T02M06; 面铣刀30mm M03S400; 主轴转速300 G00X80Y-37Z50; 快速定位 G43Z5H02; 长度补偿 G01Z0F80; M98 P210; 调用子程序 G00X92Y0; 快速定位 G90G01Z-10F80; X45Y37; 铣上下多余的 X0; Y42; X-25; Z-8; X-80; G00Z10; X92Y0; Z-10; G01X45Y-37F80; X0; Y-42; X-25; Z-8; X-80; G00Z0; G49G00Z50; 取消长度补偿 X80Y-37; G28X80Y80Z100; 返回机床零点 T

48、03M06; 中心钻10mm G29X37Y0Z50; 机床零点返 转 部分 表面 7mm M03S300; G43G00Z5H03; G99G81Z-30R5F50; G49G00Z50; G28X80Y80Z100; T04M06; G29X50Y50Z50; M03S1000; G41G00X37Y0D04; G43G00Z5H04; G01Z-5F80; M98 P211L5; G00Z5; G49G00Z50; G40G00X50Y50; G28X80Y80Z100; T05M06; 长度补偿 钻孔指令 建立刀补 下刀至加工 加工右端的 键槽铣刀 T04M06; 29 G29X0Y30Z50; M03S1000; G43G00Z5H05; G42G01X-5Y0F80D05; G01Z-5; 加工左端的 M98 P212L5; G01Z0F80; G49G00Z50; G40G01X0Y30; G28X80Y80Z100; G29X70Y10Z50; M03S1000; G42G00X65Y0D04; 建立刀补 G43G00Z-10H04; G02X55R5F80; 铣凸台 G03X32.795Y17.502R18; G02X-19.500Y22.688R80; G03Y-22.688R-25; G02X32.79