数控铣床毕业设计样本

漯河职业技术学院毕业设计（）题目凸件加工系（院）漯河职院机电系专业数控技术班级学号学生姓名指引教师张超凡教师上交日期.01.04摘要随着数控技术不断发展和应用领域扩大，数控加工技术对国计民生某些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）发展起着越来越重要作用，由于效率、质量是先进制造技术主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选取适当刀具，拟定切削用量，对某些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做某些解决。并在加工过程掌握控制精度办法,才干加工出合格产品。本文依照数控机床特点，针对详细零件，进行了工艺方案分析，工装方案拟定，刀具和切削用量选取，拟定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺过程制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面优势。核心词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录TOC\o"1-2"\h\u7597第1章前言数控机床产生与发展2.1数控机床产生2.2数控机床发展12118第3章工艺方案分析111513.1零件图161213.2零件图分析228893.3拟定加工办法13463.4拟定加工方案25770第4章工件装夹246554.1定位基准选取60714.2定位基准选取原则191094.3拟定零件定位基准240234.4装夹方式选取148494.5数控铣床惯用装夹方式223244.6拟定合理装夹方式20923第5章刀具及切削用量302625.1选取数控刀具原则279715.2选取数控铣削用刀具144805.3设立刀点和换刀点275185.4拟定切削用量24996第6章典型轴类零件加工107656.1凸件加工工艺分析23586.2凸件加工工艺224646.3加工程序编辑16331第7章结束语24879第8章道谢词31607参照文献第1章前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生理解有关工种先进技术，同步培养工作岗位前瞻性；在讲授数控知识同步，必要规定学生掌握基本机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位多面手。数控车工基本工艺理论及技能有机融合，涉及夹具使用、量具识读和使用、刃具刃磨及使用、基准定位等，分类论述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，惯用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必要掌握知识和技能训练途径。对涉及与数控专业有关基本知识、专业计算，都进行了有针对性阐述，目在于塑造理论充实、技能夯实专业技能型人才。本文以与切削用量选取，工件定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工特点，分别进行工艺方案分析，机床选取，刀具加工路线拟定，数控程序编制，最后形成可以指引生产工艺文献。在整个工艺过程设计过程中，要通过度析，拟定最佳工艺方案，使得零件加工成本最低，合理选用定位夹紧方式，使得零件加工以便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件加工在保证零件精度状况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最后形成工艺文献要完整，并能指引实际生产。第二章数控机床产生及发展2.1数控机床产生在机械制造工业中并不是所有产品零件都具备很大批量，单件与小批量生产零件（批量在10～100件）约占机械加工总量80%以上。特别是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。为了满足多品种，小批量自动化生产，迫切需要一种灵活，通用，可以合用产品频繁变化柔性自动化机床。数控机床就是在这样背景下诞生与发展起来。它为单件、小批量生产精密复杂零件提供了自动化加工手段。依照国标ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制定义：用数字控制装置（简称数控装置），在运营过程中，不断地引入数字数据，从而对某毕生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerizednumerical，缩写ＣＮＣ）。数控机床虽然采用了数控技术机床，或者说装备了数控系统机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选取刀具、供应切削液等）和环节，以及刀具与工件之间相对位移量都用数字化代码来表达，通过控制介质将数字信息送入专用或通用计算机，计算机对输入信息进行解决与运算，发出各种指令来控制机床伺服系统或其她执行元件，是机床自动加工出所需要零件。2.2数控系统发展从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发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微解决器和基于工控ＰＣ机通用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。2.2机床发展趋势数控机床总发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及以便使用、提高可靠性等。（1）工序集中20世纪50年代末期，在普通数控机床基本上开发了数控加工中心，即自备刀具库自动换刀数控机床。在加工中心机床上，工件一次装夹后，机床机械手可以自动更换刀具，持续对工件进行各种工序加工。当前，加工中心机床刀具库容量可达到100多把刀具，自动换刀装置换刀时间仅需0.5～2秒。加工中心机床使工序集中在一台机床上完毕，减少了由于工序分散，工件多次安装引起定位误差，提高了加工精度，同步也减少了机床台数与占地面积，压缩了半成品库存量，减少了工序间辅助时间，有效提高了数控机床生产效率和数控加工经济效益。高速、高效、高精度高速、高效、高精度是机械加工目的，数控机床因其价格昂贵，在上述三方面发展也就更为突出。（3）以便使用数控机床制造厂把建立和谐人机界面、提高数控机床可靠性作为提高竞争能力重要方面。1）加工编程以便手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足发展，在手工编程方面，开发了各种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外各种插补功能，CAD/CAM研究发展，从技术上来讲可以代替手工编程。但是一套合用CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习、掌握时间较长，对大多数简朴工件很不经济。近年来，发展起来图形交互式编程系统（WOP，又称面向车间编程），很受顾客欢迎。这种编程方式不使用G、M代码，而是借助图形菜单，输入整个图形块以及相应参数作为加工指令，形成加工程序，与老式加工时思维方式类似。图形交互编程办法在制定原则后，有也许成为各种型号数控机床统一编程办法。2）用法数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模仿。有数控机床将采用阐明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。工艺方案分析3.1零件图 技术规定 1去除毛刺尖角倒钝3无热解决和硬度规定3.2零件图分析该零件表面由五边形、倒角四边形、四个盲孔、一种圆内槽等表面构成。尺寸标注完整，选用毛坯为45锻件96mm×96mm，无热解决和硬度规定。3.3拟定加工办法加工办法选取原则是保证加工表面加工精度和表面粗糙度规定。由于获得同一级精度及表面粗糙度加工办法普通有许多，因而在实际选取时，要结合零件形状、尺寸大小和形位公差规定等全面考虑。通过以上图形数据分析，考虑加工效率和加工经济性，最抱负加工方式为铣削，采用数控铣床。3.4拟定加工方案零件上比较精密表面加工，铣床经常是通过粗加工、精加工逐渐达到。对这些表面仅仅依照质量规定选取相应最后加工办法是不够，还应对的地拟定从毛坯到最后成形加工方案。用虎钳夹住底部，开粗到96mmX96mm高50mm尺寸，加工表面，加工96mmx96mm四边形外形，加工90mmX90mm外形，加工五边形，加工内槽，加工盲孔该凸件加工顺序为：预备加工---开粗96mmX96mm高50mm---铣面---粗铣96mmX96mm轮廓---粗铣五边形---粗铣内槽---精铣床96mmX96mm轮廓---粗铣90mmX90mm轮廓---精铣五边形轮廓---精铣内槽---钻盲孔。第4章工件装夹4.1定位基准选取在制定零件加工工艺规程时，对的地选取工件定位基准有着十分重要意义。定位基准选取好坏，不但影响零件加工位置精度，并且对零件各表面加工顺序也有很大影响。合理选取定位基准是保证零件加工精度前提，还能简化加工工序，提高加工效率。4.2定位基准选取原则 1）基准重叠原则。为了避免基准不重叠误差，以便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹原则。所选取定位基准应能保证定位精确、可靠，定位、夹紧机构简朴、易操作，敞开性好，可以加工尽量多表面。4.3拟定零件定位基准以底面为定位基准4.4装夹方式选取为了工件不致于在切削力作用下发生位移，使其在加工过程始终保持对的位置，需将工件压紧夹牢。合理选取夹紧方式十分重要，工件装夹不但影响加工质量，并且对生产率，加工成本及操作安全均有直接影响。4.5数控铣床惯用装夹方式采用虎钳装夹，由于虎钳滑动面及底面，通过精密研磨，平行度精准，虎钳本体使用球墨铸铁FCD60制造，抗张力强，耐磨性高，不易变形。虎钳滑动面热解决HRC45°以上，保持长期耐磨精度最适合于普通铣床，CNC数控铣床，机械加工，模具制造业使用。4.6拟定合理装夹方式本次采用是一次性装夹，用虎钳夹住20mm-30mm,合理控制自由度。第5章刀具及切削用量5.1选取数控刀具原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应一方面选取合理刀具寿命，而合理刀具寿命则应依照优化目的而定。普通分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者依照单件工时至少目的拟定，后者依照工序成本最低目的拟定。选取刀具寿命时可考虑如下几点依照刀具复杂限度、制造和磨刀成本来选取。复杂和精度高刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，普通取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序生产率限制了整个车间生产率提高时，该工序刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完毕一次走刀，避免切削时半途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来拟定。与普通机床加工办法相比，数控加工对刀具提出了更高规定，不但需要冈牲好、精度高，并且规定尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同步规定安装调节以便，这样来满足数控机床高效率规定。数控机床上所选用刀具常采用适应高速切削刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。5.2选取数控铣削用刀具本次铣削采用机架刀与钨钢到配合使用，这样能提高效率。5.3设立刀点和换刀点铣床普通采用是中心对刀，以工件正100mm处作为换刀点5.4拟定切削用量数控编程时，编程人员必要拟定每道工序切削用量，并以指令形式写人程序中。切削用量涉及主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同加工办法，需要选用不同切削用量。切削用量选取原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理刀具耐用度，并充分发挥机床性能，最大限度提高生产率，减少成本。第6章零件加工6.1凸件工艺分析技术规定图为一种凸件，精度规定不高，只有表面粗糙度有规定，尚有就是内槽必要保证在正负0.02之间，别的精度为自由公差毛坯选取本次毛坯选用100mmX100mm高5545锻件作为毛坯，比图片尺寸稍大一点，这样以便于更好报图片规定定位基准选取在铣床上面普通以一种面作为定位基准，本次图形咱们采用是把底面作为定位基准。热解决工序铸、锻件毛坯在粗车前应依照材质和技术规定安排正火火退火解决，以消除应力，改进组织和切削性能。性能规定较高毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质解决，以提高零件综合机械性能；对于硬度和耐磨性规定不高零件，调质也常作为最后热解决。相对运动表面需在精加工前或后进行表面淬火解决或进行化学热解决，以提高其耐磨性。加工工序划分普通可按下列办法进行：①刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完毕部位。再用第二把刀、第三把完毕它们可以完毕其他部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间，减少不必要定位误差。②以加工部位分序法对于加工内容诸多零件，可按其构造特点将加工某些提成几种某些，如内形、外形、曲面或平面等。普通先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简朴几何形状，再加工复杂几何形状；先加工精度较低部位，再加工精度规定较高部位。③以粗、精加工分序法对于易发生加工变形零件，由于粗加工后也许发生变形而需要进行校形，故普通来说凡要进行粗、精加工都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件构造与工艺性，机床功能，零件数控加工内容多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中原则还是采用工序分散原则，要依照实际状况来拟定，但一定力求合理。走刀路线和对刀点选取走刀路线涉及切削加工轨迹，刀具运动到切削起始点、刀具切入、切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行，因此拟定走刀路线重要在于规划好粗加工及空行程走刀路线。合理拟定对刀点,对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必要是基准位或已精加工过部位，有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏，会导致第二道工序和之后对刀点无从查找，因而在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系地方设立一种相对对刀位置，这样可以依照它们之间相对位置关系找回原对刀点。这个相对对对刀位置普通设在机床工作台或夹具上6.2凸件加工工艺（1）拟定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由近到远原则拟定。工是一种凸件，因此对其进行外形排料粗加工（留0.5加工余量）让后对内槽进行粗加工，最后，精加工外形、精加工内槽、钻孔。选取刀具1）整体开粗选用φ80面铣刀进行开粗2）铣外形粗加工选用φ16硬质合金机夹刀进行外形开粗3)内槽粗铣选用φ10硬质合金到进行开粗4)外形与内槽精加工选用φ10硬质合金到进行精加工5)盲孔加工选用φ10麻花钻进行加工（3）选取切削用量工序内容（走刀路线）工序号工序名称工序内容（走刀路线）切削用量设备T刀具转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1铣床整体开粗Φ80盘铣刀40020%0.5铣床2铣床外形开粗Φ16机夹刀20%0.5铣床3铣床内槽开粗Φ10硬质合金刀160020%0.5铣床4铣床外形精加工Φ10硬质合金刀170020%0.2铣床5铣床内槽精加工Φ10硬质合金刀170020%0.2铣床6铣床钻孔Φ10麻花钻80020%0.3铣床224646.3加工程序编辑(1)UG自动编程二维图形加工(2)零件仿真程序%N0010G40G17G90G70N0020G91G28Z0.0:0030T00M06N0040G0G90X1.5142Y2.0499S0M03N0050G43Z.3937H00N0060Z-.0787N0070G1Z-.1969F9.8M08N0080Y2.0198N0090X1.6068Y1.8924N0100X1.742Y1.7063N0110G0X1.8346Y1.5789N0120X1.9025Y1.6006N0130Z-.0787N0140Z.3937N0150X1.3197Y2.0823N0160Z-.0787N0170G1Z-.1969N0180X1.3126Y2.0294N0190X1.4052Y1.902N0200X1.781Y1.3846N0210G0X1.8736Y1.2572N0220X1.9387N0230Z-.0787N0240Z.3937N0250X1.0965Y2.089N0260Z-.0787N0270G1Z-.1969N0280Y2.0589N0290X1.189Y1.9315N0300X1.7812Y1.1164N0310G0X1.8738Y.989N0320X1.9387N0330Z-.0787N0340Z.3937N0350X.9017Y2.0891N0360Z-.0787N0370G1Z-.1969N0380Y2.059N0390X.9943Y1.9316N0400X1.7812Y.8485N0410G0X1.8738Y.7211N0420X1.9387N0430Z-.0787N0440Z.3937N0450X.6844Y2.0891N0460Z-.0787N0470G1Z-.1969N0480Y2.0458N0490X.7929Y1.9316N0500G2X.8459Y1.868I-.4566J-.4339N0510G1X1.7812Y.5806N0520G0X1.8738Y.4532N0530X1.9387N0540Z-.0787N0550Z.3937N0560X.3785Y2.0891N0570Z-.0787N0580G1Z-.1969N0590Y1.9939N0600X.5232Y1.9316N0610G2X.7185Y1.7754I-.1869J-.4339N0620G1X1.7812Y.3126N0630G0X1.8738Y.1852N0640X1.9387N0650Z-.0787N0660Z.3937N0670X1.9025Y-1.6006N0680Z-.0787N0690G1Z-.1969N0700X1.8346Y-1.5789N0710X1.742Y-1.7063N0720X1.6068Y-1.8924N0730G0X1.5142Y-2.0198N0740Y-2.0499N0750Z-.0787N0760Z.3937N0770X1.9387Y-1.2573N0780Z-.0787N0790G1Z-.1969N0800X1.8736Y-1.2572N0810X1.781Y-1.3846N0820X1.4051Y-1.9021N0830G0X1.3125Y-2.0295N0840X1.3196Y-2.0826N0850Z-.0787N0860Z.3937N0870X1.9387Y-.989N0880Z-.0787N0890G1Z-.1969N0900X1.8738N0910X1.7812Y-1.1164N0920X1.189Y-1.9316N0930G0X1.0964Y-2.059N0940Y-2.0891N0950Z-.0787N0960Z.3937N0970X1.9387Y-.7211N0980Z-.0787N0990G1Z-.1969N1000X1.8738N1010X1.7812Y-.8485N1020X.9943Y-1.9316N1030G0X.9017Y-2.059N1040Y-2.0891N1050Z-.0787N1060Z.3937N1070X1.9387Y-.4532N1080Z-.0787N1090G1Z-.1969N1100X1.8738N1110X1.7812Y-.5806N1120X.8459Y-1.868N1130G2X.7929Y-1.9316I-.5096J.3703N1140G0X.6844Y-2.0458N1150Y-2.0891N1160Z-.0787N1170Z.3937N1180X1.9387Y-.1852N1190Z-.0787N1200G1Z-.1969N1210X1.8738N1220X1.7812Y-.3126N1230X.7185Y-1.7754N1240G2X.5232Y-1.9316I-.3822J.2777N1250G0X.3785Y-1.9939N1260Y-2.0891N1270Z-.0787N1280Z.3937N1290X-1.8161Y-2.0499N1300Z-.0787N1310G1Z-.1969N1320Y-1.9681N1330X-1.9542Y-1.8924N1340G2X-2.0428Y-1.8383I.5298J.9668N1350G0X-2.1731Y-1.7499N1360X-2.N1370Z-.0787N1380Z.3937N1390X-1.2364Y-2.0891N1400Z-.0787N1410G1Z-.1969N1420Y-1.9802N1430X-1.3862Y-1.9316N1440X-1.7164Y-1.8243N1450G2X-2.0428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