方形压块的加工工艺设计-数控加工专业毕业设计论文.pdf

4目录目录前言1 零件工艺分析.71.1 零件的介绍.71.2 零件加工工艺分析.82 毛胚和工艺装配的选择.102.1 毛胚的选择.102.2 零件加工定位基准的选择.102.3 工序的划分和加工工艺路线的确定.112.4 选择并确定工艺装备.132.5 数控机床的选择.132.6 夹具的选择.142.7 刀具材料的选择.142.8 量具的使用表.152.9 冷却液的选择.163 工艺参数选择.173.1 切削用量的选择原则.173.2 主轴转速的确定.173.3 进给速度的确定.193.4 切削用刀具材料应具备的性能.2153.5 背吃刀量 ap的确定.214 程序编写与零件加工.224.1 加工程序编写.224.2 零件加工.224.3 数控编程的定义.234.4 数控编程的内容与步骤.234.5 零件加工步骤.244.6 数控编程的分类.265 加工质量分析.285.1 加工精度分析.28总结.29致谢.31参考文献.326前言前言数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Cintrol(NC).是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或者多台机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908 年，穿孔的金属薄片呼唤式数据载体问世；19 世纪末，以纸为数据载体并有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工大学进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这中技术用计算机按事件先存贮的控制程序来执行对设的控制功能。由于采用计算机代替原先用硬件逻辑电路组成的控制装置，使输入数据的存贮、处理。运算。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。7一、零件的工艺分析一、零件的工艺分析1.1 零件介绍：1.1 零件介绍：要选择对某个零件进行数控加工，一般情况下，不是所有加工内容都适合在数控机床上完成，往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，这需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。从 1-1 图上看出该零件结构比较简单，由平面，凸台，椭圆凹槽，不通孔和通孔。而且零件具有对称性，便于装夹和加工。该零件在数控铣削加工中具有一定的代表。812.1：零件加工工艺性分析：制订工艺规程时，首先要分析零件图的结构。通过分析零件图来明确加工零件的尺寸，找出该零件上有多少主要加工表面；找出该零件主要的技术要求和加工中的关键的技术问题；在编制工艺过程中，都需要有针对性地解决这些问题。12.2：零件的结构分析如图 1-1 所示，材料为 45 号钢。毛坯件为切割件，尺寸大小为104MMX104MMX27MM,为两面加工的零件。通过零件图可知该零件由平面、凸台、凹槽、通孔组成。零件的加工精度要求不高，但加工过程中需要多次换刀，适合使用数控加工中心进行加工12.3：图样尺寸的标注检查9图样尺寸的标注检查对数控加工来说，零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。保持设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点设置一致。对于该零件，所有标注如图 1-1 所示。12.4:加工精度和表面质量分析查参考文件可得知，公差等级为 IT9，外轮廓四周表面粗糙度为Ra1.6um，底面粗糙度为 Ra0.8um，其他的为 Ra6.3um，要求比较高，比较难加工，需要定位精准，确保表面粗糙度。10二、毛坯与工艺装配的选择二、毛坯与工艺装配的选择21：毛坯的选择21：毛坯的选择所谓毛坯的加工余量，就是指使加工表面达到所需的精度和表面的质量而应切除的多余金属层的厚度。零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程的自动化，使用余量的大小，如何安装、装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好，否则，如果毛坯不适合数控铣削加工，加工时将很难进行下去，根据经验，列举以下几点：2.1.1 分析毛坯的加工余量该图的毛坯采用 45 号钢，因为我考虑到其材料具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。所以决定采用 45 号钢，所选毛坯尺寸 104MMX104MMX27MM 进行加工，由于该件是切割件，毛坯的表面变形量的不同，切割精度差。因此，要采用数控铣削加工，其加工面都要具有充分的加工余量。2.12 分析毛坯的装夹主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中完成所有的加工表面2.2 零件加工定位基准的选择2.2 零件加工定位基准的选择正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度，确定各表面加工顺序和夹具结构的设计都有很大影响。因此，定位基准的选择是一个很重要的问题。2.2.1：选择定位基准的原则111)尽量选择零件上的设计基准作为定位基准；2)当零件的定位基准与设计基准不能重合，且加工面与其设计基准又不能在一次安装内同时加工时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度；3)当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑所选基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工；4)定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容；5)若批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准（对刀后，工件坐标系原点与定位基准间的尺寸为定值）重合；6)必须多次安装时应遵循从基准统一原则2.3 工序的划分和加工工艺路线的确定2.3 工序的划分和加工工艺路线的确定2.3.1 加工方案拟定加工工艺路线是制定加工工艺过程中的关键环节。其主要工作是选择各加工表面的加工方法，确定工序数目和内容、选择加工方案、定位和夹紧方法等。根据零件图综合分析，采取如下工艺措施：铣削一个夹持面，以夹持面和两个侧面定位选用虎钳装夹安排粗、精加工。采用直径铣刀加工减小切削变形，再以合适直径铣刀精加工表面。先铣削夹持面、再翻面装夹作为定位基准，铣削下平面，然后加工椭圆内型腔和孔，12再铣削上平面，加工内型腔和孔。根据零件图样，具体制定以下工艺方案：方案 1：先铣夹持面 铣外轮廓铣上表面铣花瓣型腔钻10 的孔翻面装夹并铣夹持面铣下表面铣椭圆内腔钻10 的不通孔。方案 2：先铣夹持面铣下表面铣椭圆内腔钻10 的孔翻面装夹并铣夹持面铣外轮廓铣上表面铣花瓣型腔。综合考虑，选择方案 2，原因是 1.先铣下表面便于装夹，由于零件比较薄，在加工装夹时，上表面有个阶梯，在加工时装夹不是很充分，可能在加工时发生工件接触面太少而震动，影响加工精度。2.在椭圆内腔内部有两个10 的不通孔，如果先加工上表面，需要两次换刀钻孔，需要两次对刀，浪费时间，所以我选择方案 2.在具有良好冷却系统的加工中心上，对于毛坯质量高、加工余量较小、加工精度要求不高或新产品试制等单件的零件，也可把粗、精加工合并进行，可在加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。经综合比较，在同以台加工中心上完成某些表面的粗、精加工，并不会明显发生上述各种变形时，粗、精加工也可在同以台加工中心上完成，但粗、精加工应划分成两道工序分别完成，可用一把刀一次性完成粗精加工，由于刀具较集中，程序短。2.3.2 工序的划分工序的划分有很多种常见的划分方法有：（1）刀具集中分序法；13（2）以粗、精加工划分工序；（3）按加工部位划分工序；按照一般的加工工序，我制定先面后孔，先简单再复杂的加工工序。23.3 加工顺序的安排加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，结合定位和夹紧的需要一起考虑，重点应保证工件的刚性不被破坏，尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循一些原则：（1）基准先行。上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。（2）先面后孔，先简单后复杂。（3）先粗后精，粗、精分开。（4）减少装夹次数。以相同定位、夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数、换刀和夹紧次数。综上所述，先加工作用定位基准的外部轮廓尺寸，及四周相邻的边作为定位基准。2.4 选择并确定工艺装备2.4 选择并确定工艺装备机械加工中的工艺装备是指零件制造过程中所用的各种工具的总称，包括夹具、刀具、量具和辅具2.5 数控机床的选择2.5 数控机床的选择我们学院数控加工室现有二种数控铣床，即 FANUC0i、华中。现有的 FANUC0i 数控铣床，立式数控铣床(XK5032A)，数控铣削加14工中心(XH715A)，结合零件图的分析，又根据我院的实际，采用加工中心(XH715A)进行加工，加工中心 XH715A 主要参数见表 3-1。2.6 夹具的选择夹具的选择加工中心夹具的确定因素有以下几点：（1）夹紧机构或其它元件不得影响进给加工部位要敞开；（2）为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系各方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装；（3）夹具的刚性和稳定性要好；（4）装夹方便,辅助时应尽量短；（5）夹具结构应力求简单；（6）见效更换夹具的准备、结束时间；（7）减小夹具在机床上的使用误差。经综合分析：该零件作为典型铣床零件结构简单，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基准，一般可用平口虎钳和一些辅助装夹的垫块垫片从工件侧面夹紧,便可加工,且是单件小批量生产，从成本考虑，这里我使用的是平口虎钳。2.7 刀具材料的选择2.7 刀具材料的选择对于数控加工，刀具材料也是很重要的一个方面，刀具材料可以决定一个零件加工的质量、精度和加工效率，加工工序相对集中及零件装夹次数少等要求数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在数控机床所使用的15刀具就具有以下特点:（1）刀具有很高的切削性能；（2）数控刀有很高的精度盒重复定位精度；（3）要求刀具有很高的可靠性和耐用度；（4）实现刀具尺寸的预调和快速换刀；（5）具有一个比较完善的工艺系统；（6）建立刀具管理系统；（7）应有刀具在线监控及尺寸补偿系统。对于铣削加工来说数控机床的一次性投资是很高的，而这些先进设备的效率能否发挥出来，在一定程度上取决于刀具及其性能的好坏。随着制造技术的发展，开发大量新的工刀具材料对提高切削加工的效率起着决定性的作用。而该零件结构简单，所以可以选用硬质合金材料的刀具。2.8 量具的使用2.8 量具的使用表 2-1 量具表名称规格用途量程（mm）分度值(mm)游标卡尺0-1500.02主要用于测量内、外尺寸和深度等千分尺0-2575-1000.01用于长工具度测量162.9 冷却液的选择冷却液的选择切削液是为提高切削加工效率而使用的液体。它可以有效地减小摩擦，改善散热条件，从而降低切削力、切削温度和减少刀具磨损，提高生产率和加工表面质量。切削液具有冷却、润滑、清洁和防锈的作用，常用的切削液分为水溶液、乳化液和切削油三种。（1）水溶液。它的导热性好，冷却效果好。但单纯的水容易使金属生锈，润滑性能也差。所以常在水溶液中加入一定量的添加剂，如活性物质和油性添加剂等，使其既具有良好的防腐性能和润滑性能。（2）乳化液。乳化液是将乳化油（由矿物油和表面活性剂配成）用95%98%水稀释而成，呈乳白色或半透明状的液体，它具有良好的冷却作用，但润滑、防腐性能较差。常再加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂，配制成极压乳化液或防锈乳化液。（3）切削油。切削油的主要成分是矿物油（如机械油、轻柴油、煤油等）和动植物油。纯矿物油不能在摩擦界面形成坚固的润滑膜，润滑效果较差。实际使用中，常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂，以提高其润滑和防锈的作用，对于提高零件表面的加工质量有重要作用。切削有色金属和铜、铝合金时，为了得到较高的表面质量和精度，可采用 10%20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合物。出于毛坯材料、刀具材料以及工件加工表面粗糙度的要求，考虑该零件的加工选用切削油。173 工艺参数的选择3 工艺参数的选择编程时我们必须首先确定每道工序的切削用量，然后根据公式计算出各个参数，并把这些数值以指令的形式写入程序中。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用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度；充分发挥刀具切削性能；保证合理的刀具耐用度，并充分了、发挥机床的性能最大限度地提高生产率降低成本。3.1 切削用量的选择原则切削用量的选择原则粗加工时应选取尽可能大的背吃刀量；要更根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能的进给量；最后根据刀具的耐用度确定最佳的切削速度。精加工时应根据加工后的余量确定背吃刀量；根据已加工表面粗造度要求，选取最小的进给量；最后保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度所以本设计的切削用量等设计全部都根据公式计算，选用最佳的参数进行加工3.2 主轴转速的确定3.2 主轴转速的确定主轴转速应根据允许的切削速度和工件的（或刀具的）直径来选择其计算公式为：n=1000Vc/D(式 3-1)式中：Vc 为切削速度，单位为 m/min 由刀具的耐用度决定18n 为主轴的转速，单位为 r/minD 为刀具的直径或工件的直径，单位为 mm 由于每把到计算方式相同，现选取粗、精铣外轮廓 20 的立铣刀为例说明其计算过程。根据切削原理可知，切削速度的高低如表 4-1 所示主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具的耐用度等因素。表 3-1 铣削切削速度表 3-1 铣削切削速度工件材料硬度/HBS切削速度 vc(m/min)高速钢铣刀硬质合金刀钢18-4266-150225-32512-3654-120325-4256-2136-75铸铁19021-3666-150190-2609-1845-90160-3204.5-1021-30铝20-70100-200200-400黄铜53-5620-50100-180从理论上讲，切削速度 V 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，获得较低的表面粗造度值。但实际上用于机床、刀具的限制，综合考虑：取粗铣时 Vc=50m/min精铣时 Vc=80m/min19代入 3-1 式中:n粗=n精=800r/min=1270r/min3.3 进给速度的确定3.3 进给速度的确定进给速度（F）是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在接近拐角处应适当降低进给量以克服由于惯性造成工艺系统的变形，在轮廓拐角处造成超程或是负程的现象。确定进给速度的原则：（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高（2000mm/min 以下）的进给速度；（2）在切削、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度；（3）切削时的进速度应与主轴转速和背吃刀量相适应；（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。切削进给 F 是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给的方向的相对位移，单位为 mm/min 它与铣刀转速 n 铣刀齿数 z 及每齿进给量fz(mm/z)的关系为：F=fzzn(式 3-2)式中：20z 铣刀齿数F 铣刀每转工作台移动距离，即每转进给量（mm/r）fz 铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量（mm/z）每齿进给量fz如表4-2所示的选取主要取决与工具材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗造度等因素。工具材料的强度和硬度越高，fz越小，反之越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。表 3-2 铣刀每齿进给量 fz表 3-2 铣刀每齿进给量 fz工 件 材料每齿进给量 fz(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金刀高速钢铣刀硬质合金刀钢0.10015010025 0.02005010015铸铁012020 01030铝006020 010025 005010 002005综合选取：粗铣 fz=0.07mm/z精铣 fz=0.05mm/z铣刀齿数 z=3上面计算：n粗=2985.7n精=3816.8把它们代入式 3-2 中计算：粗铣：F=0.072985.7精铣：F=0.05=418mm/min=382mm/min切削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21手动调整，来获得最佳切削状态。3.4 切削用刀具材料应具备的性能3.4 切削用刀具材料应具备的性能切削用刀具材料应具备的性能见下表（表 3-3）所示：表 3-3切削用刀具材料应具备的性能表 3-3切削用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热裂纹性锋刃性良好刃口锋利表面质量好微小切削可能经综合分析：一般来说粗铣刀具直径应选小一些，以减小切削接刀力矩，但也不能太小以免影响加工效率。精铣刀直径应选大一些，以减小接刀走痕迹，考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类。结合工艺分析本零件加工所需刀具有20 的面铣刀粗、精铣上平面和下平面，20 立铣刀粗，精铣外轮廓，50 三面刃铣刀粗，精铣椭圆内腔，10 麻花钻钻孔，其规格根据加工尺寸选择。3.5 背吃刀量 a3.5 背吃刀量 ap p的确定的确定背吃刀量的选取主要由工件的加工余量、精度要求及工艺系统的刚度决定。若工件的精度要求不高，工艺系统的刚度又足够，则最好一次切净加工余量，即 ap 等于加工余量；若加工的精度和表面粗糙度要求较高，或系统的刚度较差，则只能按先多后少的原则，采用22多次走刀加工。（1）当工件表面粗糙度要求为 Ra12.525m 时，如果圆周铣削的加工余量小于 5mm,端铣的加工余量小于 6mm，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大、工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次走刀完成。（2）当工件表面粗糙度要求为 Ra3.212.5m 时，铣削可分粗、半精铣两个阶段进行。粗铣时背吃刀量选取同前，粗铣留 0.51.0mm余量。在半精铣时切除。（3）当工件表面粗糙度要求为 Ra0.83.2m 时，铣削可分粗铣、半精铣、精铣三个阶段进行。半精铣时背吃刀量取 1.52.0mm，精铣时侧吃到量取 0.30.5mm,面铣刀的背吃刀量取 0.51.0mm。综上所述：该零件的表面粗糙度要求为 Ra6.3m，则粗铣时应留余量为 0.51.0mm。4 程序编写与零件加工4 程序编写与零件加工4.1 加工程序编写4.1 加工程序编写根据零件图、工艺设计与工艺文件及走刀线路等编写出零件加工程序，详细的加工程序见加工程序编制。4.2 零件加工4.2 零件加工在数控机床上对所编写的程序进行轨迹演示，校正程序。再根据所 需 的 加 工 精 度 以 及 表 面 粗 糙 度 要 求，在 加 工 中 心XH715A(FAUNC0i-MB 系统)上按给定的加工工序对零件进行加工。234.3 数控编程的定义4.3 数控编程的定义为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作，必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统，这种数控系统可以识别的指令称为程度，制作程序的过程称为数控编程。4.4 数控编程的内容与步骤4.4 数控编程的内容与步骤控编程步骤如表 5-1 所示，主要有以下几个方面的内容。表 4-1 数控编程步骤表 4-1 数控编程步骤一二三四五六零件图分析图样确定加工工艺数值计算编写程序单制作控制介质校验程序数控机床（1）分析图样包括零件轮廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技术要求的分析，零件材料、热处理等要求的分析；（2）确定加工工艺包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具，选择各项切削参数，选择对刀点、换刀点；（3）数值计算选择编程原点，对零件图形各基点进行正确的数学计算，为编写程序单做好准备；（4）编写程序单根据数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单；（5）制作控制介质简单的数控程序直接采用手工输入机床，当程序自动输入机床时，必须制作控制介质。现在大多数程序采用软盘、移动存储器、硬盘作为存储介质，采用计算机传输来24输入机床。目前，除了少数老式的数控机床仍在采用穿孔纸带外，现代数控机床均不再采用此种控制介质了；（6）程序校验程序必须经过校验正确后才能使用。一般采用机床空运行的方式进行校验，有图形显示卡的机床可直接在 CRT显示屏上进行校验，现在有很多学校还采用计算机数控模拟进行校验。以上方式只能进行数控程序、机床动作的校验，如果要校验加工精度，则要进行首件试切校验。4.5 零件加工步骤4.5 零件加工步骤（1）开机检验机床主轴是否能正常的运转，检查个辅助功能是否正常，润滑系统是否正常，并按正确的开机顺序开机。（2）回参考点将个坐标回到参考点：首先将 Z 轴会机床参考点，其次将 X、Y 轴会机床参考点。（3）输入编制好的程序将编辑好的程序移至程序头，锁住机床进给，锁住机床主轴，开空运行，按循环启动仿真轨迹，经检查程序无误后，解除机床锁定，从新回到你参考点，为加工零件做准备。（4）检验程序将编辑好的程序移至程序头，锁住机床进给，锁住机床主轴，开空运行，按循环启动仿真轨迹，经检查程序无误后，解除机床锁定，从新回到你参考点，为加工零件做准备。25（5）安装刀具及毛坯将工件正确装夹于平口虎钳上，并用百分表找正。注意夹紧力邀适当，保证在加工中不会因夹紧力过松，或者因夹紧力过大把工件夹伤。（6）设置工件坐标系建立 G54 坐标系统，其操作步筹如下：在 MDI 方式下让主轴转动，然后再用手轮，把手轮上的旋转钮对在 X 上，用手轮将刀具移动到毛坯左侧即将接近工件时减少手轮进给速度，慢慢的用刀去接触毛坯边缘，直到有少量铝屑出现为止，这时在控制板面上单击“编辑”进入“POS”界面相对操作起源输入 X按 INPUT 将 X 轴置零，将刀具提起，移动到毛坯的右侧下刀，直到有少量铝屑出现时，记下当前坐标值，计算当前屏幕上 X 轴的一半，在进入“offsetsetting”坐标系G54输入计算的一半X 值按“测量”完成工件 X 轴坐标系的设定。用同样的方法完成对 Y轴的设定，这样，X 和 Y 轴的坐标系就设定好了：Z 轴的坐标系设定方 法 就 是 刀 具 移 动 到 毛 坯 的 表 面 最 上 边 缘，在 进 入“offsetsetting”坐标系G54输入 Z0 测量。这样 Z 轴的坐标系设定完成，即完成了 G54 工件坐标系的设定（7）加工零件在 G54 坐标建立后，就可以开始正式加工了。为了保证程序没有错，应先对程序进行轨迹显示，如有问题，便于及时加以修改。然后确定所有程序的路线、加工工艺都正确无误后检验 G54 是否正确，在26MDI 下输入 N10M03S800;N20G00X0Y0Z10;然后按循环启动如果刀具在毛坯中心就可以点击控制面板上的“编辑”“PROG”输入加工的程序名称“自动”“循环启动”“开冷却液”完成者这一系列的操作后，数控机床对工件进行自动加工。加工完成后，对以加工表面进行加工精度和粗糙度的检验，看是否达到图纸技术要求，对没有达到标准的地方分析其原因。4.6 数控编程的分类4.6 数控编程的分类数控编程可分为手工编程和自动编程两种:（1）手工编程手工编程是指所有编制加工程序的全过程，即图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序校验都是由手工来完成。手工编程适用于点位加工、几何形状不太复杂的零件加工或程序编制易于实现的场合，出错机会较少。手工编程的优点在于加工加工形状简单的零件时快捷、简便；不需要具备特别的条件；对机床操作或程序员不受特殊条件的制约；还有较大的灵活性和编程费用少等。（2）自动编程自动编程是指用计算机编制数控加工程序的过程。自动编程的优点是效率高，正确性好。自动编程由计算机代替人完成复杂的坐标计算和书写程序单的工作，它可以解决许多手工编制无法完成的复杂零件编程难题，但其缺点是必须具备自动编程系统或自动编程软件。自动编程较适合形状复杂零件的加工程序编制，如：模具加工、多轴联27动加工等场合。完成坐标值计算，编写零件加工程序等，有时甚至能帮助进行工艺处理。自动编程方法编出的程序还可以通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查，编程员可及时检测程序是否正确，并能够及时修改。自动编程大大减少了编程人员的劳动强度，提高效率几十倍乃至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。零件表面形状越复杂，工艺过程越复杂，工艺过程越繁琐，自动编程的优势越明显。按输入方式不同，自动编程主要可分为数控语言编程（APT 语言）、图形交互式编程（如各种 CAD/CAM）、语音式自动编程和实物模型式自动编程等285 加工质量分析5 加工质量分析5.1 尺寸精度分析5.1 尺寸精度分析所谓尺寸精度；限制加工表面与其基准间的尺寸误差不超过一定的范围。从此零件加工后质量分析，上下表面的粗糙值基本符合要求。加工过程中有机床、夹具和刀具本身在制造时所产生的误差，使用中的调整误差及工件的定位装夹误差，等一些原始误差。根据检测尺寸的结果来看，该零件基本符合要求，基准间的尺寸没有超出公差范围。加工零件时，通过试切法来减小尺寸的误差，根据测得的尺寸与图样要求的差值，来减小余量再测量、再调整，直至符合规定尺寸的要求。从加工的零件来看，工件在夹紧时，由于工件的刚性较低夹紧的作用力或方向适当，没有造成加工后定位端面不垂直。29总结总结通过这次的毕业设计，使我对以前的所学知识进行了一次比较全面的复习，从中学到了不少课本以外的知识，也积累了一些加工的经验和技巧，在这次毕业设计中虽然经历了不少的困难，但在指导老师和同学的帮助下顺利的完成了走上工作岗位前的最后一次实习。本次毕业设计从 2014 年 10 月开始，在这段时间内，我系统地巩固了如：机械制造基础、机械制图、数控编程基础、机械设计基础、数控机床操作实训等许多课程。本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，检验了我大学三年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述数控加工工艺过程及其程序编制方面等知识，利用对零件图形的结构分析，设计出适合其加工的工艺方案，以达到生产要求，提高生产效率，数控加工工艺是工件在进行数控加工时的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。在设计零件加工工艺及编制毕业设计说明书中，需要理论与实际严密的结合，并需寻查大量的相关材料，从中学到丰富的理论技能知识，对自己的知识面及动手操作能力有较大的提高，在加工工艺过程上得到了提高，加强了对数控加工工艺卡片、工序卡片、刀具卡片的制造能力。在设计过程中也遇到了不少的困难，有些问题是以前从来没有接触过的，让我明白学习是要多花时间多动手。通过这次对零件图形进行加工及编制其说明书的过程中，我也在网上以及图书馆翻阅了很多相关资料，在指导老师细心指导下我历时30近两个月的努力终于完成了设计。在这其中，我遇到了不少困难，铸铝不好买，加工也遇到了困难，但是在老师的帮助下，这些困难都一一被我解决了。我感觉到知识用时方恨少，造成毕业设计做起来有些吃力，同时还感觉到了这个专业在进行实际操作中应勤动手、多看、多思考才能使我们知识学得更牢固，培养实际的操作能力。但是，把这个毕业设计完成后使我增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。但由于设计者的水平有限，整个零件的加工和毕业设计的完成都还存在着一定的不足，所以难免有一些缺点和错误，还恳请老师和同学批评和指证。31致谢致谢首先感谢学院提供一个让我自我总结的机会，也感谢带领我的指导老师周红老师，在毕业设计零件加工及其说明编制中，给予了精心的指导，使我的设计有了良好的开端，同时，感谢曾教过我的老师们，给我今天这个设计打下了良好的基础。再次，也十分感谢身边的同学和朋友在设计过程的给我的宝贵意见和帮助.32参考文献：1 高晓康，陈于萍。互换性与测量技术第 2 版。北京：高等教育出版社 20022周虹，喻丕珠，罗友兰。数控加工工艺设计与程序编制第 2 版。北京：人民邮电出版社 20123刘慎玖。机械制造工艺案例教程。北京：化学工业出版社 20074陆剑中，孙家宁。金属切削原理与刀具第 5 版。北京：机械工业出版社 20115李名望机床夹具设计实例教程第二版。北京：化学工业出版社 20146艾兴、肖诗纲切削用量手册。北京：机械工业出版社 2002-33-4-1 方形切块加工工艺过程卡4-1 方形切块加工工艺过程卡车间加 工 工 艺 过 程 卡加 工 工 艺 过 程 卡产品名称产品名称零部件名称零部件名称图号图号方形压块方形压块材料名称牌号材料名称牌号45 号钢毛坯种类或材料规格毛坯种类或材料规格产品标识产品标识总工时总工时工序号工序号工序名称工序名称工序简要内容工序简要内容设备设备工艺装备工艺装备量具量具工时工时一下料1准备 104MMX104MMX25MM毛坯切割机切割机专用夹具游标卡尺二铣2粗、半精铣、精铣下平面加工中心平口虎钳千分尺、表面粗糙度轮廓仪3粗、半精铣、精铣外轮廓加工中心平口虎钳表面粗糙度轮廓仪4粗、精铣椭圆内腔加工中心平口虎钳游标卡尺钻5钻孔 2X10 不通孔加工中心平口虎钳游标卡尺6钻孔 2X10 通孔加工中心平口虎钳游标卡尺三铣7翻面铣加持面加工中心平口虎钳游标卡尺8粗、精铣上平面加工中心平口虎钳游标卡尺、表面粗糙度轮廓仪9粗、半精铣、精铣外轮廓加工中心平口虎钳千分尺、表面粗糙度轮廓仪10粗、精铣内腔加工中心平口虎钳游标卡尺更改栏工艺员共 1 页工艺室主任第1 页主工艺师更改单号更改编号更改者 何健康日期34表 4-2 零件加工工序卡一表 4-2 零件加工工序卡一车间机械加工工序卡一机械加工工序卡一型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣下平面工序号2工步号工步内容切削用量夹刀具量具nfpa编号名称编号名称1粗铣下平面800501.50120高速钢面铣刀02游标卡尺2半精铣下平面800500.30120高速钢面铣刀02游标卡尺3精铣下平面1270200.2012001表面35高速钢面铣刀粗糙度轮廓仪更改栏工艺员共 3 页工艺室主任第 1 页主 工 艺 师更改单号更改编号更改者日期36表 4-3 零件加工工序卡二表 4-3 零件加工工序卡二车间机械加工工序卡二机械加工工序卡二型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣外轮廓工序号3粗、半精铣、精铣下平面37粗、半精铣、精铣外轮廓粗、精铣椭圆内腔38钻孔 2X10 不通孔和钻孔 2X10 通孔工步号工步内容切削用量夹刀具量具nfpa编号名称编号名称1粗铣外轮廓800501.20220高速钢立铣刀02游标卡尺2半精铣，保证表面粗糙度800500.30220高速钢立铣刀02游标卡尺3精铣外轮廓，保证表面粗糙度1270200.20220高速钢立铣刀02游标卡尺4粗铣外轮廓800501.50220高速钢立铣刀02游标卡尺5半精铣，保证表面粗糙度800500.30220高速02游标卡尺39钢立铣刀6精铣，保证表面粗糙度1270200.20220高速钢立铣刀01千分尺7粗铣椭圆内轮廓1273300.20350三面刃铣刀02游标卡尺8精铣椭圆内轮廓1273300.20350三面刃铣刀02游标卡尺9钻不通孔16240.250410麻花钻02游标卡尺10钻通孔16240.211.50410麻花钻02游标卡尺更改栏工艺员共 3 页工艺室主任第 2 页主 工 艺 师更改单号更改编号更改者日期40表 4-3 零件加工工序卡三表 4-3 零件加工工序卡三车间机械加工工序卡三机械加工工序卡三型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号7 8 9 10工步号工步内容切削用量夹刀具量具nfpa编号名称编号名称411翻面铣加持面800501.50120高速钢面铣刀02游标卡尺2粗铣上平面800501.50120高速钢面铣刀02游标卡尺3精铣上平面1270200.50120高速钢面铣刀02表面粗糙度轮廓仪4粗铣外轮廓800501.50216高速钢立铣刀01游标卡尺5半精铣外轮廓800500.30216高速钢立铣刀02游标卡尺6精铣外轮廓1270200.20216高速钢立铣刀02表面粗糙度轮廓仪6粗铣内腔8005020216高速钢立铣刀01游标卡尺7精铣内腔1270200.50216高速钢立铣刀01游标卡尺更改栏工艺员共 3 页工艺室主任第 3 页主 工 艺 师更改单号更改编号更改者日期42表 4-4 零件加工刀具卡 1表 4-4 零件加工刀具卡 1车间数控刀具调整卡数控刀具调整卡型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45 号钢硬度225HBS工序名称铣工序号1序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度10120 高速钢面铣刀20120自动换刀零件表面刀具简图更改栏编程员共 1页工艺员第 1页工艺室主任更 改 单号更改编号更改者日期主工艺师43表 4-5 零件加工刀具卡 2表 4-5 零件加工刀具卡 2车间数控刀具调整卡数控刀具调整卡型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号89序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度20216高速钢立铣刀16120自动换刀零件外轮廓，花瓣型腔刀具简图更改栏编程员共页工艺员第页工艺室主任更改单号更改编号更改者日期主工艺师44表 4-6 零件加工刀具卡 3表 4-6 零件加工刀具卡 3车间数控刀具调整卡数控刀具调整卡型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号3序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度30350三面刃铣刀50120自动换刀椭圆内腔刀具简图更改栏编程员共页工艺员第页工艺室主任更改单号更改编号更改者日期主工艺师45表 4-7 零件加工刀具卡 4表 4-7 零件加工刀具卡 4车间数控刀具调整卡数控刀具调整卡型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称钻工序号45序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度40410麻花钻10100自动换刀孔刀具简图更改栏编程员共页工艺员第页工艺室主任更改单号更改编号更改者日期主工艺师46走刀路线图走刀路线图图一铣削下表面路线图二 铣花瓣型腔47图三 铣椭圆型腔图四 钻孔48坐标调整卡坐标调整卡车间工装及坐标调整卡 1工装及坐标调整卡 1型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号O 0001基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号2装夹次数1夹具名称平口虎钳夹具图号更改栏编程员共 3 页工艺员第 1 页工艺室主任更改单号更改编号更改者日期主工艺师49车间工装及坐标调整卡 2工装及坐标调整卡 2型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号O 0002O 0003O 0004基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号2装夹次数1夹具名称平口虎钳夹具图号5051更改栏编程员共 3 页工艺员第 2 页工艺室主任更改单号更改编号更改者日期主工艺师52车间工装及坐标调整卡三工装及坐标调整卡三型别零件图号零件名称方形压块设备名称加工中心设备型号XH715A程序号O 0005基本材料切割 45号钢硬度225HBS工序名称铣工序号3装夹次数1夹具名称