AT012凹凸配合件的数控加工工艺设计与编程

1、毕业设计(论文)开题报告开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册） ； 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，

2、每人撰写2000 字左右的文献综述：文文 献献 综综 述述一、学术背景：随着科学技术和社会生产的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，从而对机床的性能、精度及自动化程度提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的重要措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多生产企业都采用了自动机床、组合机床和自动生产线。因此，为了解决上述问题，满足多品种、小批量，尤其是复杂型面零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变化的自动化机床。二、当前国内外研究状况：自从20世纪中叶

3、数控技术出现以来，数控机床技术得到了长足的发展。数控铣床是一种加工能力很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元都是在数控铣床的基础上生产的，所以对数控铣床及铣削加工在机械行业的研究是数控机床行业研究工作的重点。从数控铣床性能角度来看，随着制造业对数控机床的大量需求，汽车、国防、航空、航天等行业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，数控铣床的发展总体呈现出高速化、高精度化、多轴化、复合化、网络化、智能化等趋势。从数控铣床的设计角度来看，由于市场已经转向以用户为主导的买方市场，产品需求呈现多样化和个性化。这些设计方法包括模块化设计、柔性化设计、计算机辅助设计，并行设计等。产品设计的主

4、要任务也转向选用模块，并进行接口和组装设计，简化了设计，实现了技术和资源共享，使设计人员能将更多的精力和时间投入到产品的创新发展中。所以为了满足用户和市场的需要，数控铣床设计朝着模块化设计的方向发展实属必然，并且模块化的程度将越来越高。模块化设计是一种高度综合、概括、凝练的方法，对其有效的实施离不开必要的技术手段，计算机辅助设计技术就是其中的关键。通过计算机辅助设计技术，可以实现模块的重复利用、技术资源的共享等，极大提高设计的效率，只有数控机床有长足的发展，花辊业也伴随着数控机床有突飞猛进的发展。三、存在问题：我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间

5、组织消化吸收“科技攻关”，以及“八五”、“九五”期间数控车床和加工中心(包括数控铣床)产业化基地的形成，数控技术和数控产业取得了相当大的成绩，所生产的中档普及型数控机床的功能、性能和可靠性方面己具有较强的市场竞争力。但在中、高档数控机床方面，与国外一些先进产品相比，仍存在较大差距，具体表现为：产品开发和交货周期长，产品性能差距大，质量不稳定，可靠性低等。造成这种差距的原因除了国外厂商不断地进行科技创新和新产品开发，国内企业始终处于跟随状态外，还有许多存在于国内数控机床制造企业内部的因素。 在我看来这些问题：首先研究开发深度不够。国产数控机床缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖

6、进口，近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等途径获得了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育。其次制造水平和管理手段依然落后。一些国内数控机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高，加工手段基本以普通机床与低效刀具为主，装配调试基本依赖手工，加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高。另外还有很多国内数控机床制造商的工艺水平和管理效率低下，使得企业无法形成足够生产规模。再次服务意识与能力欠缺。由于数控机床产业发展迅速，一部分企业只顾眼前利益，对提高自身的综合服务水平不够重视，甚至对服务缺乏真正的理解

7、，注重推销而不注重售前与售后服务。有些企业派出的人员对生产的数控机床缺乏足够了解，不会使用或使用不好数控机床，更不能指导用户使用好机床，不能提供较好的工艺解决方案。最后数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏。从我国数控机床的发展形式来看需要三类层次的数控技术人才：第一类是熟悉数控机床的操作及加工工艺、懂得机床维护、能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员：第二类是熟悉数控机床机械结构及数控系统软硬件知识的中级人才，掌握复杂模具的设计和制造知识，能够熟练应用UG、PR0E等CADCAM软件，同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验：第三类是精通数控机床结构以及数控电气系统、

8、能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级设计人才。四、归纳：通过以上内容看，机械业想要有长足的发展，必须先发展数控机床，然后再应用在机械业，数控机床是制造各类零件必要的和不可缺少的加工机器。本课题主要研究凹凸配合件的数控加工工艺设计与编程。任务分解：第一阶段：二月中旬至三月初，搜集大量的资料并阅读第二阶段：三月中旬至四月初，整理资料，制定整体构思并写出目录和提纲第三阶段：四月中旬至五月初，写出论文初稿第四阶段: 五月中旬至五月底，整理修改初稿并定稿。参考文献:1 文怀兴，夏田数控机床系统设计M北京：化学工业出版社，20062 鲁方霞，邓朝晖数控机床的发展趋势及国内发展现状J工具技术，2

9、006，40(3)：44483 齐尔麦机械产品快速设计原理、方法、关键技术和软件工具研究D天津：天津大学机械制造及其自动化系，20034余英良主编.机床数控改造设计与实例.北京：机械工业出版社，1994 5王贵明主编.数控实用技术.北京：机械工业出版社，20016张建刚、胡大峰主编.数控技术.武汉：华中科技大学出版社，20007王爱玲主编.现代数控机床结构与设计.北京：兵器工业出版社，19998卜云峰主编.机械工业及其自动化简明设计手册上下册.北京：机械工业出版社，1999 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1）本

10、课题要研究或解决的问题： 本课题主要研究凹凸配合件的加工工艺、装夹方式，如何选择切削用量和刀具，通过以上研究分析制定出高效的加工工艺方案，提高数控的制造能力，减少工作时间，降低劳动强度等。2）本课题拟采用的研究手段（途径）： 研究的主要手段是通过指导老师的指导及厂里师傅的帮助，并积极的参与到制作零件的全过程当中，然后查阅相关资料进行研究。 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告指导教师意见指导教师意见：1对“文献综述”的评价：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师： 日 期：调研、资料准备情况方面好一般差设计目的、要求、思路与预期成果阐

11、述方面好一般差工作任务分解方面合理较合理不合理各段完成的内容及时间分配方面合理较合理不合理存在问题方面课题深度偏深适中偏浅课题广度较广适中较窄工作量大小较大合理较小设计（论文）结果预测能按计划和要求完成不能按计划和要求完成所在专业审查意见： 负责人： 日 期：同意不同意毕业设计（论文）说明书班级：学号作者：系部：专业：题目：AT01/2AT01/2 凹凸配合件的数控加工工艺设计与编程凹凸配合件的数控加工工艺设计与编程 指导者：(姓 名)(专业技术职务)评阅者：(姓 名)(专业技术职务) 2014 年 5 月 常 州毕业设计（论文）中文摘要 数控机床的出现以及带来的巨大利益，引起世界各国科技界和

12、工业界的普遍重视。发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控机床的大量使用，需要大批熟练掌握现代数控技术的人员。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。 关键词：配合件 加工工艺 编程 2014 届 毕业设计论文 第 9 页 共 41 页目 录 1 引言（或绪论）22 零件介绍及零件图32.1 毛坯的选择53 零件工艺分析53.1 工艺方案制订63.2 装夹方式的确定83.3 确定零件的定位基准 93.4 刀具选择93.5

13、确定切削用量113.6 数控加工工艺卡片拟订 144 设备的选择 175 加工编程指令及介绍 18 5.1 数控系统介绍20 6 CAD/CAM 软件使用216.1 CAD/CAM 软件介绍216.2 CAD/CAM 软件操作步骤216.3 走刀路线图及程序见附录 A、B 287 做本课题时遇到的问题及解决方法29结论30致谢31参考文献32附录 A 图纸-走刀路线图33附录 B 加工程序36 附录 C 零件 CAD 图纸41 2014 届 毕业设计论文 第 10 页 共 41 页NC flower roll machine and the huge benefits brought abou

14、t by the countries all over the world, attracted widespread attention from academia and industry. The development of NC flower roll machine is the route one must take manufacturing industry in the technological transformation of Chinas machinery, is the basis for the future of factory automation. Ex

15、tensive use of CNC flower roll machine, the need for a large number of master modern CNC technology personnel. Numerical control technology application has brought the revolutionary change for the traditional manufacturing industry, causes the manufacturing industry to become a symbol of industriali

16、zation, and is expanding with the development of numerical control technology and applications, development of the beneficial to the peoples livelihood of some important industry plays a more and more important role.Keywords: flower roll machining process programming 2014 届 毕业设计论文 第 11 页 共 41 页1 1 引

17、言引言数控机床已经不再是新生事物，它已经成为现代制造技术的重要基础之一，广泛应用到了产品制造领域，显示了其在国家基础工业现代化中的重要作用，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目标。花辊机及其产品的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。随着国家经济的发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，从而对花辊机的性能、精度及自动化程度提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的重要措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低成本，还能改善工人的劳动条件。为

18、此，许多生产企业都采用了自动、组合和数字生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初始投资以及较长的生产准备周期，只有在大批量的生产条件下，才会有显著的效益。而机械制造业中单件与小批生产的零件约占机械加工总量的 80%左右。科学技术的进步和机械产品市场竞争的日趋激烈，使机械产品不断改型和更新换代，批量相对减少，质量要求越来越高。而采用专用的自动加工设备的投资大、时间长、转型难，相对很难满足竞争日趋激烈的市场需求。因此，为了解决 2014 届 毕业设计论文 第 12 页 共 41 页上述问题，满足多品种、小批量，尤其是复杂型面零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁

19、变化的自动化数控机床。现代数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控技术的不断发展和应用领域扩大，它对国计民生的一些重要行业（汽车，重工，电子，皮革，纺织，玻璃，铝板，装饰板材，铝箔及铁板加工等）的发展将会起到越来越重要的作用，因为这些行业所需准备的数字化已是现代发展的大趋势。数字控制就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。随着科学技术的发展，1952 年，由美国帕森斯（Parsons）公司和麻省理工学院（MIT）共同研制成功了世界上第一台以电子计算机为控制基础的数字控制机床，其名为三坐标直线

20、插补连续控制的立式数控铣床，主要用来加工直升飞机叶片轮廓检查用样板。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控技术的不断发展和应用领域扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展将会起到越来越重要的作用，因为这些行业所需准备的数字化已是现代发展的大趋势。机械制造业进入了一个新的发展阶段。此后数字控制在机械行业得到了广泛的应用。 2 2 零件介绍及零件图零件介绍及零件图零件形状如 1-1、1-2 图所示，有轮廓加工、板件凸、凹件加工及打孔等。由于典型零件需要配合的薄壁零件，形状比较简单，但是工序复杂，表面质量和精度要求高，所以从精度要求上考虑，定位和工序

21、安排比较关键。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚形状和尺寸，分析采用两次定位（一次粗定位，一次精定位）装夹加工完成，按照基准面先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工.。零件基本尺寸：11011040CADCAD 图纸见附录图纸见附录 C C 2014 届 毕业设计论文 第 13 页 共 41 页凸件 1-1凹件 1-2技术要求： 1、未注公差0.1mm 2、未注倒角去毛刺; 2014 届 毕业设计论文 第 14 页 共 41 页 3、未注表面粗糙度为 Ra3.2凸件凹件2.12.1 毛坯的选择毛坯的选择（一）毛坯分析 根据零件的设计和运用领域等方面，零

22、件形状尺寸、力学性能、批量大小以及厂里现有的设备要求，选择零件的材料。：材料的力学性能： 退火钢抗拉强度:600(MPa)； 屈服强度:355(MPa)； 延 长 率:16%断面收缩率:40%； 2014 届 毕业设计论文 第 15 页 共 41 页 布氏硬度: 197（HB） ；：批量大小：小批量生产：零件形状尺寸： 由零件凸模 1-1、凹模1-4图样尺寸为116mm116mm44mm，（二）毛坯的选择选择毛坯尺寸为 116mm116mm44mm 的 45 号钢。3 3 零件工艺分析零件工艺分析零件的尺寸公差在 0.050.1mm 之间，且凸件薄壁厚度为 10mm，区域面积较大，表面粗糙度也

23、比较高，达到了 Ra3.2um,相对难加工，加工时容易产生变形，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。材料名称: 45 号钢 热处理：正火。强度较高，塑性和韧性尚好，最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件3.13.1 工艺方案制订工艺方案制订（一）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 116mm44mm 的面用面铣刀加工，即为

24、定位基准。凹件 ：任选 116mm44mm 的面用面铣刀加工，即为定位基准（二）选择毛坯各表面加工方法：表面的加工顺序是先里后外，先粗后精，先面后孔的方法划分加工步骤，由于轮廓薄壁太薄，对其划分工序考虑要全面，先对受力大的部位先加工，对剩余部粗铣后就开始精加工。由于粗精加工同一个部位都用的不是同一把刀，所以选择加工方案要综合考虑。（三）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 2014 届 毕业设计论文 第 16 页 共 41 页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圆槽精铣槽内球槽精铣凸台精铣夹持面 。 选

25、择与之前加工完成的 116mm44mm 面相邻的 116mm44mm 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，然后用面铣刀加工此面。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 116mm113mm44mm 。 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 113mm113mm44mm 。 然后加工 113

26、mm113mm 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 113mm113mm42mm 。 精铣上平面，工件尺寸铣过之后为 113mm113mm40mm 。 粗铣长半轴为 X 为 39 短半轴 Y 为 29 的圆槽，以及去除残料。 铣直径为 10 的内圆孔，粗铣球半径为 15 的球槽。 粗铣凸台，去除多余残料。 精铣圆槽（X40，Y30） ，粗铣 SR15 的球槽，精铣凸台。+1 将工件旋转精铣夹持面 110mm110mm40mm 。凹件：粗铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣凹槽

27、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 116mm44mm 面相邻的 116mm44mm 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，然后用面铣刀加工此面。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 116mm113mm44mm 。 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 2014

28、届 毕业设计论文 第 17 页 共 41 页工，再以此面为零点，将零件切削到 113mm113mm44mm 。 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 113mm113mm42mm 。 精铣上平面，工件尺寸铣过之后为 113mm113mm40mm 。 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。 精铣圆槽（X32，Y22） ，精铣定位槽。 将工件旋转精铣夹持面 110mm110mm40mm。（四）确

29、定走刀路线 定义：数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹 。 根据零件图样，确定走刀路线（即加工工时最短，又能保证质量） ，下面确定该走刀路线：配合件走刀路线：先粗、精加工圆的外轮廓 粗、精加工内腔及球槽 粗精加工定位台3.23.2 装夹方式的确定装夹方式的确定（一）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、花辊机夹具等。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

30、置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧） 。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置） 、夹紧装置 、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 )、分度装置（ 使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，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 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 2、靠模铣床夹具：靠模的作用是使工件获得辅助 2014 届 毕业设计论文 第 18 页 共 41

31、 页运动，形成仿形运动，它用在专用或通用花辊上加工各种非圆曲面。3 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、多工位夹具、气动或液压夹具、专用铣切夹具和真空夹具等（二）装夹方案的选择在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。在选用夹具时，在能用普通夹具装夹加工的尽可能的选用普通夹具，在经济效应上可以减少成本的开支。数控花辊机上用的夹具应满足安装调整

32、方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求，所以我根据零件的形状考虑选择平口虎钳。此时，主要考虑以下几点：夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开；（1）必须保证最小的夹紧变形；（2）装卸方便，辅助时间应尽量短；（3）对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率；（4）夹具结构应力求简单；（5）夹具应便于与花辊机工作台及工件定位表面间的定位元件连接。 该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高。所以以底面和两个侧面作为定位，用虎钳从工件侧面夹紧。使用注意事项：（1）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。（2

33、）强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。（3）不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。（4）对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈 2014 届 毕业设计论文 第 19 页 共 41 页 平口虎钳平口虎钳夹具参数产品名称型号钳口宽度（mm）钳口高度（mm）钳口最大张开度（mm）定位键宽度（mm）外形尺寸长 宽高（mm）平口虎钳Q1216016050160185003002003 3. .3 3确确定定零零件件的的定定位位基基准准 定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准。该零件首先以一个毛坯件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

34、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。3 3. .4 4 刀刀具具选选择择结合零件图分析，该零件有平面和型腔内的圆弧及槽特点，加工工序复杂。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、精加工尽可能选用同一把刀具，保证良好精度要求。结合我厂的实际情况，采用数控铣床进行加工。刀具材料应具备的性能：希望具备的性能作为刀具使用时的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能高硬度（常温及高温状态）耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性高韧性（抗弯强度）耐崩刃性耐破损性低亲和性耐溶着、凝着（粘刀）性高耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的高生产率热传导能力良好耐热冲击性耐

35、热裂纹性锋刃性良好刃口锋利表面质量好微小切削可能对刀具的基本要求：（1）刀刚性要好。铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控花辊机加工过程中难以调整切削用量的特点；（2）铣刀的耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损 2014 届 毕业设计论文 第 20 页 共 41 页较快，不仅会影响零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，从而降低了零件的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的，

36、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，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。 刀具卡零件图号01使用设备刀具名称刀具卡刀具编号1换刀方式自动程序编号O0001序号编号刀具名称规格数量备注1T01盘铣刀6012T02立铣刀1613T03立铣刀81 刀具组成4T04球铣刀813.53.5确定切削用量确定切削用量(1) 主轴转速的确定 主要根据允许的切削速度 Vc(m/min)选取：n=DVc1000 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

37、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 。铣削时切削速度切削速度/ (m/min)cv工件材料硬度/HBS高速钢铣刀硬质合金铣刀 2014 届 毕业设计论文 第 21 页 共 41 页45 号钢5558100 200200 400 从理论上讲，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cv屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于花辊机、刀具等的限制，综合考虑： 取粗铣时： =150m/mincv 精铣时 ：=200m/min cv代入公式中： =2985.6r/min =3980.9r

38、/min粗n1614. 31501000精n1614. 32001000 计算的主轴转速 n 要根据铣床有的或接近的转速选取 取=2985 r/min =3981 r/min粗n精n 同理计算8 立铣刀： 取 =5970r/min = 7962 r/min粗n精n同理计算63 盘铣刀： 取 =379r/min = 505 r/min粗n精n（2） 进给速度的确定 粗加工的时候一般尽量可能的最大每齿进给速度，每齿进给速度的取值主要考虑刀具的强度，对于立铣刀而言 ，直径越大，刀刃越多，其刀具强度就越大，允许取的每齿进给速度也越 大;在一定的每齿进给速度，切削深度，切削宽度的取值过大，将会导致切削力

39、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，可能会超出铣床额定功率。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，切削力很小，因此取很高的切削速度也不会超出铣床的额定功率。粗加工的时候，过高切削度主要引起温度和切削功率过大，精加工的时候过高的切削速度主要爱温度的限制。通常，铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允许的速度就一定，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移，单位mm/min。它与铣刀的转速 n、铣刀齿数 z 及每齿进给量（

40、mm/z）的关系为:ZfF=ZNZf 每齿进给量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Zf等因素。工件材料的强度和硬度越高，越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，Zf 2014 届 毕业设计论文 第 22 页 共 41 页就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。Zf 刀每齿进给量Zf每齿进给量/（mm/z）Zf粗铣精铣工件材料高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀45 号钢0.060.200.100.250.050.100.020.05综合选取：粗铣=0.06 mm/zZf 精铣=0.03mm/zZf 铣刀齿数 z=2上面计算出： =2985 r/m

41、in =3981 r/min粗n精n 将它们代入式子计算。 粗铣时：F F=0.0622985 =358mm/min 精铣时：F F=0.0323981 =239mm/min同理即可得出： 盘铣刀进给速度： =379 r/min =505r/min粗n精n铣刀齿数 Z=3F F 粗=69 mm/min F F 精 =46 mm/min 8 铣刀进给速度： =2985 r/min =3981 r/min粗n精n 铣刀齿数 Z=2F F 粗=716 mm/min F F 精 =477 mm/min 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整，以获得最佳切削状态。（3） 背

42、吃刀量的确定 背吃刀量是根据数控铣床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，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，提高生产效率。为了保证加工表 2014 届 毕业设计论文 第 23 页 共 41 页面质量，可留少量精加工余量，一般留 0.20.5mm。 总之，切削用量的具体数值应根据数控铣床性能、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。3.63.6数控加工工艺卡片拟订数控加工工艺卡片拟订 (一) 凸件的工艺卡材料生产类型零件名称加工设备常州纺织服装职业技术学院数控加工工艺卡45 号钢单件板料凸件

43、NX45刀 具 加 工 参 数工序号刀具号刀具名称刀具直径(mm)加 工 内 容进给速度(mm/min) 主轴转速(r/min)背吃刀量N1备料 116mm116mm44 mm N2T01盘铣刀63装夹，粗铣基准面 A80400 2014 届 毕业设计论文 第 24 页 共 41 页N3T01盘铣刀63粗铣定位测面80400N4T01盘铣刀63装夹，粗精铣基准面 B 80400N5T02立铣刀8粗铣薄壁内轮廓、内圆槽，120600N6T02立铣刀16去除凸台上多余材料200600N7T03立铣刀8精加工圆外轮廓、精加工定位台120600N8T04球头铣刀8粗、精铣内圆槽2001200N9T01

44、盘铣刀63精加工夹持面80400（二） 凸件的工序卡产品名称及代号零件名称零件图号材料平晖机械厂数控加工工序卡片A445 号钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间平口钳NX451加工参数工步号工步内容程序编号刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量/mm备注1装夹，粗铣基准面 A，留 1mm面余量 O0001T0163400802自动 2014 届 毕业设计论文 第 25 页 共 41 页2粗铣定位测面，留 0.5mm 余量O0001T0163400802自动3装夹，粗精铣基准面 B 到尺寸和表面质量 O0001T0163400802自动4粗铣凸件圆的内轮廓，并留有1

45、mm 的余量、去除残料及铣圆槽O0003T0386001204自动5精铣圆内轮廓，留 1mm 测面余量，O0002T0386001204自动6粗精铣内球槽O0009T04812002004自动7粗精铣上表面O0006T02166001204自动8粗铣圆外轮廓O0005T0384501204自动9精铣圆外轮廓O0004T0386001204自动10粗铣定位槽O0008T0386001004自动11精铣定位槽O0007T0388001504/10自动12精加工夹持面O0001T01637201004自动(三) 凹件的工艺卡材料生产类型零件名称加工设备常州纺织服装职业技术学院数控加工工艺卡45 号钢

46、单件板料凹件NX45刀 具 加 工 参 数工序号刀具号刀具名称刀具直径(mm)加 工 内 容进给速度(mm/min) 主轴转速(r/min)背吃刀量N1备料 116mm116mm44 mm 2014 届 毕业设计论文 第 26 页 共 41 页N2T01盘形铣刀63装夹，粗铣基准面 A80400N3T01盘铣刀63粗铣定位测面80400N4T01盘铣刀63装夹，粗精铣基准面 B 80400N5T03立铣刀8粗精铣圆外轮廓120600N6T02立铣刀16去除表面多余材料200600N7T03立铣刀8精加工 定位台120800N8T01盘铣刀63精加工夹持面80400（四） 凹件的工序卡产品名称及

47、代号零件名称零件图号材料平晖机械厂数控加工工序卡片A445 号钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间平口钳NX451加工参数工步号工步内容程序编号刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量/mm备注 2014 届 毕业设计论文 第 27 页 共 41 页1装夹，粗铣基准面 A，留 1mm面余量 O0001T0163400802自动2粗铣定位测面，留 0.5mm 余量O0001T0163400802自动3装夹，粗精铣基准面 B 到尺寸和表面质量 O0001T0163400802自动4粗精铣上表面O0011O0010T02166001204自动5粗铣圆外轮廓O0014T03

48、84501204自动6精铣圆外轮廓O0013T0386001204自动7粗精铣定位槽O0012T0388001004自动8精加工夹持面O0001T01637201004自动4 4 设备的选择设备的选择选用数控铣床（NX45）数控铣床加工柔性比普通花辊机优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。如下： 工作台面尺寸（长宽）4051307（mm）主轴锥孔/刀柄形式24ISO40 / B

49、T40（MAS403）工作台最大纵向行程650mm主配控制系统JDPaint工作台最大横向行程450mm换刀时间（ s）6.5s主轴箱垂向行程500mm主轴转速范围606000( r/min)工作台 T 型槽（槽数-宽度间距）5-1660mm快速移动速度10000（mm/min）主电动机功率5.5/7.5（kw）进给速度5800（mm/min） 2014 届 毕业设计论文 第 28 页 共 41 页脉冲当量（ mm/脉冲）0.001工作台最大承载 (kg)700kg机床外形尺寸(长宽高)(mm)2540mm2520mm2710mm机床重量( kg)4000kg5 5 加工编程指令及介绍加工编程

50、指令及介绍以下是编程常用的一些指令：快速定位(G00 或 G0) 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。指令格式：G00 X(U) Z(W) ； (2)直线插补(G01 或 G1) 指令格式：G01 X(U) Z(W) F ；G02 顺时针圆弧插补G03 逆时针圆弧插补G04 停顿G17 选择 XY 平面G18 选择 XZ 平面G19 选择 YZ 平面G20 英制G21 公制G28 返回参考点G29 返回第二参考点G30 跳步功能G40 取消刀具半径补偿G41 刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿G43 刀具长度补偿G49 取消刀具长度补偿G50 取消比例缩放功能G51

51、 比例缩放功能G51.1 镜像 2014 届 毕业设计论文 第 29 页 共 41 页G50.1 取消镜像G53 选择机床坐标系G54 选择第一工件坐标系G55 选择第二工件坐标系G56 选择第三工件坐标系G57 选择第四工件坐标系G58 选择第五工件坐标系G59 选择第六工件坐标系G65 宏程序及宏程序调用G68 坐标旋转指令G69 坐标旋转指令取消G70 精加工循环G72 端面车削固定循环 G73 深孔钻削循环G74 攻螺纹循环G80 取消钻孔模式G81 钻孔G83 啄钻G84 攻丝G90 绝对坐标G91 相对坐标G92 设定工件坐标系M00 暂停M01 选择性暂停M02 程序结束M30

52、程序结束并返回程序头M03 启动主轴转速M04 主轴停止M05 主轴停转M06+T* 换刀 2014 届 毕业设计论文 第 30 页 共 41 页M08 切削液开M09 切削液关M19 主轴定位M98 调子程序M99 子程序结束5.15.1 数控系统介绍数控系统介绍数字控制系统简称，英文名称为 Numerical Control System，早期是与计算机并行发展演化的，用于控制自动化加工设备的，由电子管和继电器等硬件构成具有计算能力的专用控制器的称为硬件数控（Hard NC）。20 世纪 70 年代以后，分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替，称为计算机数控系统。计算机数控（

53、Computerized numerical control，简称 CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC 系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。CNC 系统由数控程序存储装置（从早期的纸带到磁环，到磁带、磁盘到计算机通用的硬盘）、计算机控制主机（从专用计算机进化到 PC 体系结构的计算机）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。由于逐步使用通用计算机，数控系统日趋具有了软件为主的色彩，又用 PLC 代替了传统的机床电器逻辑控

54、制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与网络连接及进行远程通信的功能。 6 6 CAD/CAMCAD/CAM 软件使用软件使用使用 CAD 软件进行二维图的绘制。6.16.1 CAD/CAMCAD/CAM 软件介绍软件介绍AutoCAD 即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的软件 。简称 cad。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。AutoCAD(computer aided design，计算机辅助 2014

55、 届 毕业设计论文 第 31 页 共 41 页设计）诞生于二十世纪 60 年代，是美国麻省理工大学提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。二十世纪 70 年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。二十世纪 80 年代，由于 PC 机的应用，AutoCAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事 AutoCAD 系统开发的公司。当时 VersaCAD 是专业的 AutoCAD 制作公司，所开发的AutoCAD 软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的 Autodesk（

56、美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的 AutoCAD 系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该 AutoCAD 软件升级迅速。6.26.2 CAD/CAMCAD/CAM 软件操作步骤软件操作步骤 任何 CAD/CAM 软件里的功能设计，依据的都是专业实际操作的流程，否则就不足以说服专业的使用者来使用他们的软件。UG/CAM 同样也应该遵循制造加工的观念和流程，来设置软件的命令和功能。首先，大家要对 UG/CAM 的基本操作流程有一个基本认识，如图 1.2 所示。在加工流程中，进入加工模块后，首先进行加工环境初始化，进入相应的操

57、作环境后，配合操作导航器，进行相关参数组设置（包括程序组、刀具组、加工几何组及加工方法组） ，创建操作，并产生刀具路径，可对刀具路径进行检查、模拟仿真，确认无误后，经过后置处理，生成 NC 代码，最终传输给数控机床，完成零件加工。 2014 届 毕业设计论文 第 32 页 共 41 页分析模型（平面/曲面，粗加工/精加工）选择加工环境选择加工建立/修改加工对象父节点（四个）程序几何体刀具方法创建操作生成刀轨刀轨仿真后处理，车间工艺文件数控程序（NC代码）操作导航器图 1.2 UG CAM 的基本操作流程图在 UG/CAM 中，编程的核心部分是创建操作，在创建操作前，有必要进行初始设置，从而可以

58、更方便地进行操作的创建。初始设置主要是一些组参数的设置，包括程序组、刀具、几何体、方法等，设置完成这些参数后，在创建操作中就可以直接调用。2、创建程序组程序组主要用来管理各加工操作和排列各操作的次序。相当于建立多个文件夹，在每个文件夹中可以再创建操作。在操作很多的情况下，用程序组来管理程序会比较方便。在程序视图中，单击“创建程序”图标，或者在主菜单上选择【插入】【程序】命令，系统将弹出“创建程序”对话框。在“类型”下拉列表中选择合适的模板零件类型，默认选择的类型为初始时设置的类型，或者是最后使用过的模板类型，在“程序”下拉列表中，选择新建程序所属的父程序组，在“名称”文本框中输入名称，单击“确

59、定”按钮创建一个程序组，完成一个程序组创建后将可以在操作导航器中进行查看。3、创建刀具刀具是从毛坯上切除材料的工具，用户可以根据需要创建新刀具。基于选定的 CAM 配置，可创建不同类型的刀具。在“创建刀具”对话框中，当选择“类型”为 drill 时，能创 2014 届 毕业设计论文 第 33 页 共 41 页建用于钻孔、膛孔和攻丝等用途的刀具；当选择“类型”为 mill_planar 时，能创建用于平面加工用途的刀具；当选择“类型”为 mill_contour 时，能创建用于外形加工用途的刀具。创建刀具的示意图如下： 2014 届 毕业设计论文 第 34 页 共 41 页4、创建几何体创建几何

60、体可以指定零件、毛坯、修剪和检查几何形状、加工坐标系 MCS 的方位和安全平面等参数以给后续操作继承。不同的操作类型需要不同的几何类型，平面铣操作要求指定边界，而曲面轮廓操作需要面或体作为几何对象。创建几何体示意图如下： 2014 届 毕业设计论文 第 36 页 共 41 页 2014 届 毕业设计论文 第 37 页 共 41 页 2014 届 毕业设计论文 第 38 页 共 41 页几何体可以在创建操作之前进行，也可以在创建操作时进行，区别在于：在创建操作之间进行，几何体可以为多个操作共享；在创建操作时进行，几何体只能在本操作中使用。只能在本操作中应用。5 创建加工方法零件加工时，为了保证其