数控支承板毕业设计

1、第一章零件图工艺分析1.1零件结构和加工工艺要求分析1.1.1支承板的形状结构分析支承板底座的主体结构式一个厚度为25mm长为230mm高为170mm勺长方体，所用的材料为45钢，调制处理加工，加工完成后对表面进行黑色处理，长方 体的4个侧棱分别加工成C20m的侧棱，其余的棱线均做成C1的倒角正中央先从 上向下加工1个40H7mnS勺通孔，在铣一个80.5mn，深度为12mm勺凹槽，从侧 面铣一个宽度为14mm深度为12mm勺通槽，前后对称面的左右两侧各加工1个 25H7的通孔，在这两个孔的四周再各加工 4个M8的螺纹通孔，工件上还加工2个 22H7的通孔，在这两个通孔 四周个加工2个M6的螺

2、纹孔工件的中部还加工 6 个 M6 的 螺 纹 通 孔 （如 图 1.1）。图1.1尺寸要求分析零件的长度方向的尺寸以左右对称面为基准，宽度方向以前后对称面为基准。2个22H7通孔的定位尺寸是230mm 30°,周围的2个M6的螺纹盲孔的定位 尺寸是36mm其他孔的定位尺寸比较简单，从图上可以看得清楚。技术要求分析该零件对 40H7通孔和2个22H7通孔的孔壁的表面粗糙度要求比较高，需加工到Ra为1.6，前后通槽的两侧面及地面需加工到Ra为3.2卩m其余表面加工到Ra6.3卩m加工该零件时，要注意形位公差的要求，对前后通槽的对称面和2个25H7通孔的对称面有对称度公差的要求，公差值为

3、0.01mm以40H7通孔的轴线为基准； 对2个22H7通孔的轴线有位置度公差的要求， 公差值为 0.01mm也以40H7 通孔的轴线为基准；对底面有平行度公差的要求，公差值为0.01mm以上面为基准。毛坯为240x180x30的板材，在普通铣床上加工成 230mmx170mmx25的长方料， 上、下两表面加工成 Ra为3.2卩m四周侧面加工成 Ra为6.3卩m1.2毛坯和材料的选择选材不当是材料方面导致失效的主要原因。问题出在材料上，但责任在设计 者身上。最常见的情况是，设计者仅根据材料的常规性能指标作出决定，而这些 指标根本不能反映材料对所发生的那种类型失效的抗力。另一种情况是，尽管预 先

4、对零件的失效形式有较准确的估计，并提出了相应的性能指标作为选材的依据， 但由于考虑到其它因素（如经济性、加工性能等），使得所选材料的性能数据不合 要求，因而导致了失效。材料本身的缺陷也是导致零件失效的一个重要原因，常 见的缺陷是夹杂物过多，过大，杂质元素太多，或者有夹层、折叠等宏观缺陷。图1.2根据以上要求零件毛坯选择 45钢，毛坯尺寸是根据图纸而确定大小，根据本设计图纸选择毛坯大小为 240mmx180mmx30的毛坯（如图1.2 ）。1.3定位基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工 面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有

5、好几个不需加工的表面，则应选择 其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外 形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面 是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身 的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量， 使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）选择加工余量最小的表面作为粗基准。 可以保证该面有足够的加工余量（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经 初加工。（5）

6、粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多 次使用难以保证表面间的位置精度。精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺 寸换算。基准面的选择应遵循以下原则：（1）基准重合原则，直接选择加工表面的设计基准为定位基准。（2）基准统一原则，同一零件的多道工序尽可能选择同一定位基准。（3）自为基准原则，某些要求加工余量小而均匀的精加工或光整加工工序，选择加工表面本身作为定位基准。（4 ）互为基准反复加工原则，使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面 具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法。（5 ）便于装夹原则。_-图

7、1.3粗基准面本零件基准的选择粗基准面为C面，粗铳定位基准面后粗精铳B面，后铳4个侧棱t以B面为精基准面精铳 C面至高度到25mm如图1.3）。1.5刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序容、 工件材料等因素。与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 度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材 料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选择30mm勺硬质合金立铣刀铣4个侧棱的C25mn倒棱和80.5mm的凹坑；选择12mm的高速钢键槽铣刀铣

8、前后通槽；分别选择39.6mm24.6mm21.6mm5.15mm6.91mm高速钢钻头加工孔和螺纹底孔；分别选择 40mm 25mm22mm硬质合金铰刀加工40H725H722H7光孔；选择 M6 M12 高速钢丝锥加工螺纹孔；选择倒角铣刀加工所有的C1mr的倒角（如表1.2 ）。产品名称或代号零件名称零件图 号序号刀具号刀具名称数量加工表面刀具半 径刀尖角1T0130mn硬质合金立铳刀1倒棱、80.5mm凹坑铳0.22T0212mm高速钢键槽铳刀1铳前后通槽0.23T0339.6mm高速钢钻头1钻39.6mm孔0.24T0440mn硬质合金铰刀1加】工40H7光孔5T0524.6mm高速钢

9、钻头1钻 24.6mm孔0.26T0625mn硬质合金铰刀1力口工25.7mm光孔0.27T0721.6mm高速钢钻头1钻21.6mm孔0.28T0822mn硬质合金铰刀1加工40H7光孔0.29T095.15mm高速钻头钢1钻M6螺纹底孔0.210T10M6的高速钢丝锥1加工M6螺纹0.211T116.91mm高速钢钻头1钻M8螺纹底孔0.212T12M8的高速钢丝锥1加工M8螺纹0.213T13倒角铳刀1倒所有的C1mr倒 角14T14中心钻13mm加工各孔 的中心孔表1.21.6切削用量选择切削用量选择原则合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经 济性和加工成

10、本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削 效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合 经验而定。162选择背吃刀量和侧吃刀量1工序工件材料1铸铁钢丰吕及其合金f (rm/r)f (n/r)Vc(m/ min)fInru/r)粗锤高速钢 磧质合金20-2535-500. 4-1.515-3050-70100150100-250a 5-1.3高速钢 硬质合金20-3550-700 15-0 4515-5095-135a 15-0.45100-2000.2-0* 5高速爾 硬JK合金70-90DifKo.oa100-135a 12-0.15150-400

11、0. 0&-0.1表1. 3查表后倒棱面的加工，侧吃刀量取 af=5吗，分5次走刀加工完成;dw-dm切削深度即的计算公式：ap= 2式中：dw 待加工表面外圆直径，单位mmdm 已加工表面外圆直径，单位 mm.粗铣 80.5mm凹坑，米用环形走刀，背吃刀量af=2.2mm，侧吃刀量af=15mm 加工后背吃刀量留ap=0.4mm的余量，侧吃刀量留af=0.5mm的余量；粗铳前后通槽，背吃刀量ap=11.5mm,侧吃刀量af=6mm,底面留0.5mm加工余量，侧面各留1mm的加工余量；精铳前后通槽，分左右两次走刀，每次走刀被吃刀量ap=0.5mm，侧吃刀量af=1mm。主轴转速主轴转速

12、n的公式：n=1000Vc/ n DVc切削速度，单位m/min(1)30mm硬质合金立铳刀,D=30mm根据表1.3 切削速度取 vc=60m/min ,n 可取 680r/min ;,n 可取 700r/min ;n=1000Vc/ nD= 1000X 60/3.14 X 30=636r/ min(2)12mm高速钢键槽铳刀，D=12mm根据表1.3 切削速度取 vc=25m/min , n=1000Vc/ nD= 1000X 25/3.14 X 12=663r/ min39.6mm高速钢钻头，根据表 1. 3切削速度取 vc=25m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 25

13、/3.14 X 39.6=187r/ min , n 可取 200r/min ；40mm硬质合金铰刀，根据表1. 3切削速度取vc=60m/min.n=1000Vc/ nD= 1000X 60/3.14 X 40=465r/ min , n 可取 480r/min ；24.6mm高速钢钻头，根据表 1. 3切削速度取 vc=22m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 22/3.14 X 24.6=263r/ min , n 可取 280r/min ；25mm硬质合金铰刀，根据表1. 3切削速度取vc=60m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 60/3.14 X 2

14、5=745r/ min , n 可取 760r/min ；21.6mm高速钢钻头，根据表 1. 3切削速度取 vc=20m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 20/3.14 X 21.6=288r/ min , n 可取 300r/min ；22mm硬质合金铳刀，根据表 1. 3切削速度取vc=60m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 60/3.14 X 22=855r/ min , n 可取 870r/min ；5.15mm高速钢钻头，根据表 1. 3切削速度取 vc=15m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 15/3.14 X 5.15=87

15、4r/ min , n 可取 900r/min ；M6的高速钢钻头，根据表1.3切削速度取vc=2.5m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 2.5/3.14 X 6=172r/ min , n 可取 180r/min ； 6.91mm高速钢钻头，根据表 1. 3切削速度取 vc=16m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 16/3.14 X 6.91=776r/ min , n 可取 700r/min ；M8的高速钢丝锥，根据表1.3切削速度取vc=2.5m/min ,n=1000Vc/ nD= 1000X 25/3.14 X 8=138r/ min , n 可取

16、 150r/min ；倒角铳刀，切削速度取vc=25m/min , n可取500r/min ;中心钻，切削速度取vc=20m/min , n可取800r/min。164进给速度常用硬质合金或图层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表1.4表1.4硬质合金刀具切削用量推荐表刀具 材料工件 材料粗加工精加工切削速 度(m/mi n)进给量(mr/r)背吃刀 量(mm)切削速 度(m/mi n)进给量(mn/r)背吃刀 量(mm)碳钢2200.232600.10.4低合1800.232200.10.4金钢0.232200.1高合1200.231600.10.4金钢硬质合铸铁800.231400.

17、10.4金或涂0.231400.1层硬质不锈钢800.221200.10.4合金钛合金400.31.5600.10.40.21.5600.1灰铸铁1200.321500.150.5 10.321500.15球墨1000.221200.150.5铸铁0.31200.15铝合金16000.21.516000.10.5参考表1.4倒棱角的加工，选取进给量 fz=0.15mm/z ;粗铣 80.5mm凹坑，选取进给量 fz=0.20mm/z ;精铳 80.5mm凹坑，选取进给量 fz=0.10mm/z ;粗铳前后通槽，选取进给量 fz=0.20mm/z ;精铳前后通槽，选取进给量 fz=0.10mm/

18、z ;钻39.6mm孑L,选取进给量 f=0.20mm/r ;铰 40H7孔，选取进给量 f=0.10mm/r ;钻24.6mm孑L,选取进给量 f=0.20mm/r ;铰 25H7孔，选取进给量 f=0.10mm/r ;钻21.6mm孔。选取进给量 f=0.20mm/r ;铰 22H7孔，选取进给量 f=0.10mm/r ;钻 6.91mm孑L,选取进给量 f=0.10mm/r ;钻 5.15mm孑L,选取进给量 f=0.08mm/r ;钻中心孔，选取进给量 f=0.20mm/。1.7切削加工顺序1.7.1加工顺序的安排原则(1) 基面先行原则。加工一开始，总是先把精基面加工出来，因为定位基

19、准 的表面越精确，装夹误差就越小。(2) 先粗后精原则。各个表面的加工顺序按照粗加工-半精加工一精加工一 光整加工的顺序依次进行，这样才能逐步提高加工表面的精度和减少表面粗糙度。(3) 先主后次原则。零件上的工作表面及装配面精度要求较高，属于主要表 面，应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。(4) 先面后孔原则。对于箱体、支架和机体类零件，平面轮廓尺寸较大，一 般先加工平面，后加工孔和其他尺寸。(5) 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。根据以上原则，将零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表1.5所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作。数控加工工序卡片产品名称

20、或代号零件名称支承板零件图号工序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间1通用夹具数控 加工 车间工 步 号工步容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/mi n )进给量(mm/z)背吃刀量(mr)i1铣4个侧棱的C25mr倒棱T01306800.1552粗铣80.5mm凹坑T01306800.202.23精铣80.5mm凹坑T01306800.100.44粗铣前后通槽T02127000.2011.55精铣前后通槽T02127000.100.56钻中心孔T14中心钻8000.207¥占一个 39.6mm的通孔T03 39.62000.2019.88用铰刀加工 40H7光孔T044048

21、00.100.29钻2个 24.6mm的通孔T05 24.62800.2012.310用铰刀加工2个25H7光 孔T06257600.100.211钻2个 21.6mm的通孔T07 21.63000.2010.812用铰刀加工2个22H7光 孔T08228700.150.213钻10个M6的螺纹底孔，4个深度为15mm 6个为通 孔T09 5.159000.102.614用丝锥加工M6螺纹，4个 深度为15mm 6个为通孔T10M618015钻8个M8的螺纹底孔，为 通孔T11 6.917000.083.516用丝锥加工M8螺纹T12M815017加工所有C1mnS勺倒角T13表1.53.8工

22、艺路线设计(1) 锯床据毛坯 240x180x30。(2) 基准以4面分中粗铣底板毛坯6面，各面给磨床留余量0.5mm(3) 基准以4面分中，精磨底板6面。使底板加工尺寸为230x170x25(4) 粗铣侧棱C20(5) 粗，精铣凹槽部位及倒角(6) 钻，扩，铰孔40通孔(7) 钻，扩，铰孔2-22通孔(8) 钻，扩，铰孔2-25通孔(9) 钻螺纹孔8-M8通孔(10) 钻螺纹孔6-M6通孔(11) 钻螺纹孔4-M6(12 )去毛刺，倒角，攻丝(13)入库方案一的特点是装夹次数少避免了多次装夹产生的误差。万案一：(1) 锻造毛坯 240x180x30。(2) 选择粗基准面为 C面，粗铳定位基准

23、面后粗精铳 B面，后铳4个侧棱; 为精基准面精铳C(3) 铣，铣4个侧棱的C25mn倒棱(4) 铣，粗、精铣 80.5mm凹坑(5) 钻，钻中心孔(6) 钻，钻一个 39.6mm的通孔(7) 铰， 用铰刀加工 40H7光孔(8) 钻， 钻2个24.6mm的通孔(9) 铰，用铰刀加工2个25H7光孔(10) 钻， 钻2个21.6mm的通孔(11) 铰，用铰刀加工2个22H7光孔(12) 钻，钻10个M6的螺纹底孔，4个深度为15mm 6个为通孔(13) 攻丝， 用丝锥加工M6螺纹，4个深度为15mm 6个为通孔(14) 钻，钻8个M8的螺纹底孔，为通孔(15) 攻丝，用丝锥加工M8螺纹(16)

24、去倒角， 加工所有C1mm勺倒角(17) 检验，入库方案二的特点是：装夹时保证底面平整，确保加工精度。比较上述两套方案后不难看出，方案一的装夹次数比较少，看上去貌似更加的简便，节 省工时，但细细分析一下，可以发现，方案一在保证零件精度上有所欠缺，毛坯的材料分布 欠均匀，即使夹具的自定心能力再好也不能保其起精度。虽然方案二装夹次数比较多，但是 保证了底面平整，保证了零件的精度。综合上述，方案二优于方案一，因此本设计的工艺路线选择方案一。第二章零件加工程序的编制2.1数控程序编制的一般方法数控程序编制的一般方法主要有手动编程和自动编程。手动编程，即整个编 程过程由人工完成，对编程人员的要求高，要熟

25、悉数控代码功能、编程规则，具 备机械加工工艺知识和数值计算能力。适用于几何形状不太复杂的零件；三坐标 联动以下加工程序。自动编程，即编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动 编程系统的规定，将零件的加工信息用叫简便的方式送入计算机，编程系统将能 根据数控系统的类型输出数控加工程序。自动编程适用于形状复杂的零件；虽不 复杂但编程人员工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作 量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算等）。数控程序编制的容及步骤（一）分析零件图样和工艺处理1. 选择合适的对刀点对刀点一刀具相对零件运动的起点，又称起刀点。2. 选择对刀点的原则：（1）为了提高零件的加工精度，

26、刀具的起点应尽量选在零件的设计基准或工 艺基准上。（2）对刀点应选在对到方便的位置，便于观察和检测。（3）对刀点的选择应便于坐标值的计算。3. 确定加工路线加工路线一加工过程中刀具相对于工件运动的轨迹。加工路线的确定应考虑以下几个方面的问题：（1）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间，大余量 切除的走刀次数要少，每一次走刀应切除尽可能多的加工容，尽量减少或缩短空 行程。（2）在车削与铣削零件时，应尽量避免径向切入和切出，而应沿零件的切向 切入和切出。（3）要选择工件在加工后变形较小的路线。例如对细长零件或薄板零件，应 采用分几次走刀加工到最后尺寸。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情 况，确定是一次走刀还是多次走刀完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是 逆铣等。（二）数学处理先建立一个工件坐标系，根据图纸的要求，计算出刀具的运动轨迹。（三）编写零件程序清单加工路线和工艺参数确定后，编写程序清单。（四）程序输入现代数控机床，多次用键盘把程序输入到计算机中。