梅花的工艺设计与编程加工毕业设计说明书.pdf
2目录一、零件图一、零件图.3（一）零件结构和加工工艺要求分析（一）零件结构和加工工艺要求分析.3二、二、毛坯简图毛坯简图.4（一）毛坯视图（一）毛坯视图.41.零件类.42.适应性原则.5三、零件加工工艺过程分析三、零件加工工艺过程分析.6（一）设备选择（一）设备选择.61.功能.6（二）工艺分析与设计（二）工艺分析与设计.61.确定装夹方案.62.基准.73.制定加工路线及加工方案.74.刀具选用.85.确定切削用量参数.96.制定加工工艺.107.加工工艺卡.11五、作品图片五、作品图片.1919六、毕业设计总结六、毕业设计总结.2020七、参考文献七、参考文献.2121八、致谢八、致谢.22223一、零件图【3】（一）零件结构和加工工艺要求分析该零件图主要由平面及外轮廓组成，表面粗糙度要求较高,平面轮廓常采用的加工方法有数控轮廓铣加工。在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra3.2m,可采用粗铣精铣方案。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。材料选用 45 钢，零件由外轮廓、型腔组成，采用数控加工中心。（二）分析零件图样该零件外轮廓和型腔组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。根据零件图的公差等级为（IT8-IT10），表面粗糙度为 3.2m，因其公差数值较小，所以在编程时不必取平均值，全部取基本尺寸。【4】4二、毛坯简图（一）毛坯视图图 2-1 主视图图 2-3 俯视图图 2-2 左视图图 2-4 轴承视图（二）毛坯选择分析1.零件类零件的材料一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢 45 钢应用最多，该零件材料为 45 钢，该类产品通常采用铸件做毛坯。由于毛坯大小主要考虑加工余量、加工面及加工情况来选择，所以毛坯大小定为零件尺寸 100*100*23的铸件。52.适应性原则零件毛坯的成形方案选择中，需要考虑到零件毛坯的适应能力。零件作为工件，要有良好的外形保持能力，要求毛坯有优秀的耐磨与耐腐蚀能力。6三、零件加工工艺过程分析【1】（一）设备选择数控 VMC850 线轨加工中心，系统 FANUC-0iMD1.功能（1）点位控制功能（2）点位直线控制功能（3）连续控制功能（4）刀具补偿功能（5）固定循环加工功能（6）子程序功能数控铣床是适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件，用于加工箱体类零件、复杂曲面类零件、异形零件、盘、套、板类零件、新产品试制的零件。（二）工艺分析与设计1.确定装夹方案数控机床与普通机床一样也要选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。在确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位夹持方式，并选择合理的夹具。对于此零件类零件，零件中心线为工艺基准，采用机用虎钳夹紧。尽量一次装夹完成粗精加工。图 3-1 数控 VMC850 线轨加工图 3-2 机用虎钳7图 3-3A-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-1AA(x60.y60)9(x-40.-30)1（x40.y30）10(x-40.-7)2（x40.y7）11(x-40.-7)3(x40.-7)12(x-40.y30)4(x10.y-30)13(x-30.y40)5(x30.y-40)14(x-7.y40)6(x7.y-40)15(x7.y-40)2.基准【4】（1）定位基准是工件在定位时所依据的基准：它的选择原则是：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准，一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度（即同零件度），工件定位时应使加工表面的设计基准相对机床占据一个正确的位置。零件定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。（2）粗基准的选择：在起始工序中，工件定位只能选择未经加工的毛坯表面，称为粗基准。粗基准选择总的要求是为后续工序提供必要的定位基面。它的选择原则有：对于具有不加工表面的工件，为保证不加工表面之间的相对位置要求，一般选不加工表面为粗基准。对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量。为保证第一项要求，粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面。为保证第二项要求，应选择那些重要表面为粗基准。应选择工件上那些加工表面较大，形状比较复杂，加工劳动量较大的表面为粗准。综上述，该零件的粗基准应选择为毛坯的左端面。（3）精基准的选择：在最终工序和中间工序中，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。它的原则如下：应选择加工表面的设计基准为定位基准；定位基准的选择应便于工件的安装与加工；当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位，这是“基准统一”原则；某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准。根据精基准的选择原则，该零件的精基准为右端面为精基准。3.制定加工路线及加工方案（1）加工工艺路线规划合理安排零件从粗加工到精加工的数控加工工艺路线,进行加工余量的分配。加工路线如图 3-33-6 所示。8(2）数控加工编程方法的选择由于零件较为复杂，为了提高效率与加工方便，选择 UG 自动编程，按照确定的加工规划内容进行数控加工程序编制。4.刀具选用立铣刀：进行铣外轮廓，去除毛坯。刀具直径为 10mm，设为一号刀具（T0101）立铣刀：进行铣内轮廓，去除余量。刀具直径为 8mm，设为二号刀具（T0202）AB图 3-6 A 为8 立铣刀，B 为10 立铣刀A-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-1-AA(x60.y60)1(x12.05 y11.85)6(x-15.7 y-7.75)2(x20.3 y2.25)7(x-23.3 y2.25)3(15.7 y-7.75)8(x-24.1 y-11.85)4(x3.2 y-17.25)9(x-8.05 y18.5)5(x-3.2 y-17.25)10(x8.05 y18.5)图 3-4用8 立铣刀铣内圆深8mm加工路线：A-1-1-A圆的直径为14圆为图 3-59如图 3-6 所示 B 的为10 立铣刀，A 的为8 立铣刀。刀具卡片如表 3-1 所示。表 3-1 数控刀具表加工类型数控铣削零件名称梅花形工件零件图号1-1序号刀具号刀具名称刀具型号规格数量加加工轮廓1.T01立铣刀101铣表面、外轮廓2.T02立铣刀81铣内轮廓，内圆5.确定切削用量参数切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。要达到高的生产率，应按背吃刀量、进给量、切削速度的顺序来选择切削用量，即应首先考虑尽可能大的切削背吃刀量，其次选用尽可能大的进给量，最后在保证刀具合理耐用度的条件下，选取尽可能大的切削速度。（1）粗加工时切削用量的选择如下：首先尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度；（2）精加工时切削用量的选择如下：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量，最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。（3）背吃刀量的确定背吃刀量的选择要根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的情况下，就尽可能使背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。因此轮廓粗铣循环时选背吃刀量为 1mm,精铣循环时选背吃刀量为0.1mm。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。要综合考虑切削条件和要求，选择适当的切削速度。当切削速度确定后，用度以下公式（1）计算主零件转速：105014.3901000选粗铣切 V=90m/min，精铣切削速度cV=120m/min，然后利用公式计算主零件转速，粗铣:=57325（r/min）600(r/min)精铣：=1200(r/min)选择粗铣、精铣每转进给量分别为 0.4mm/r 和 0.15mm/r，再根据公式粗铣：fnvf=0.4600=240(mm/min)精铣：fnvf=0.151200=180(mm/min)加工轮廓切削用量参数背吃刀量 mm侧吃刀mm进给速度mm/r切削速度mm/min主轴转速 r/min铣平上表面，作为加工基准并保证总高23mm110.025100800粗 铣 外 轮 廓，留0.2mm 余量110.025100800精铣外轮廓至规定尺寸0.10.10.01501000铣14 孔深 6mm110.0251008006.制定加工工艺（1）选用10 的立铣刀，加工如图 3-1 所示的，加工深度 13mm，背吃刀量1mm，表面留 0.1mm 余量，内轮廓部分留 0.2mm 余量，进行精加工。（2）选用10 的立铣刀，进行精加工.（3）选用8 的立铣刀，加工如图 3-2 所示的，加工深度 5mm，背吃刀量1mm，表面留 0.1mm 余量，内轮廓部分留 0.2mm 余量，进行精加工。（4）选用8 的立铣刀，进行精加工（5）选用8 的立铣刀，加工如图 3-3 所示的，深度 6mm，表 3-2 切削用量参数表3014.31201000=dvnc1000dvnc1000dVcn1000（1）117.加工工艺卡表 3-3 加工工艺卡零件名称梅花形状工件毛坯种类45 号钢毛坯规格10010023mm工序号工序名称工步号工序工步内容设备名称及型号工艺装备工艺简图夹具刀具量具1粗铣外轮廓1使用10 的立铣刀铣出轮廓，留0.1mm 的余量Vmc850 加工中心虎口钳10 立铣刀外 径 千分尺精铣外轮廓2使用10 的立铣刀精铣外轮廓Vmc850 加工中心虎口钳10 立铣刀外径千分尺2粗铣内轮廓1使用8 的立铣刀粗铣内轮廓，留0.1mm 的余量Vmc850 加工中心虎 口钳8 立铣刀内 径 千分尺精铣内轮廓2使用8 的立铣刀精铣内轮廓Vmc850 加工中心虎口钳8 立铣刀内径千分尺123铣14的内圆1使用8 的立铣刀铣14 的内圆Vmc850 加工中心虎口钳8 立铣刀内径千分尺13四、加工程序【2】O1111G17G21G40G54G80G90G94M03S500G00Z100.X100.Y100.X-59.697 Y0.S1000G43Z13.M08Z3.G01 Z0.0 F250.G01X-50.197 Y-50.002G03 X-50.002 Y-50.197 R.19G01 X50.003G03 X50.197 Y-50.004 R.19G01 Y50.003G03 X50.003 Y50.197 R.19G01 X-50.003G03 X-50.197 Y50.002 R.19G01 X-59.697 Y0.0 Z3.G00 Z13.Z-3.G01 X-59.698G01 Z-6.G01 X-50.198 Y-50.001G03 X-50.001 Y-50.198 R.1914G01 X50.002G03 X50.198 Y-50.002 R.19G01 Y.384G03 X50.634 Y5.729 R33.G03 X50.198 Y11.075 R33.G01 Y50.002G03 X50.002 Y50.198 R.19G01 X9.32G03 X0.0 Y51.541 R33.G03 X-9.32 Y50.198 R33.G01 X-50.002G03 X-50.198 Y50.002 R.19G01 Y11.074G03 X-50.634 Y5.729 R33.G03 X-50.198 Y.385 R33.G01 Y0.0 X-59.698G01 Z-3.G01 Z13.G01 X20.001 Y-24.295G01 Z3.G01 X20.233 Y-24.091G01 Z2.917G01 X21.541Y-22.518G01 Z2.369G01 X22.586 Y-20.76G01 Z1.821G01 X22.922 Y-19.943G01 Z1.584G01 X22.586 Y-20.7615G01 Z1.348G01 X21.541 Y-22.518G01 Z.8G01 X20.233 Y-24.091G01 Z0.252G01 X18.696 Y-25.439G01Z-0.296G01 X16.966 Y-26.531G01 Z-0.844G01 X15.088 Y-27.338G01 Z-1.392G01 X13.379 Y-27.792G01 Z-1.866G01 X10.967 Y-28.03G01 Z-2.515G01 X8.552 Y-27.817G01 Z-3.165G01 X6.218Y-27.161G01 Z-3.815G01 X4.047 Y-26.083G01 Z-4.464G01 X2.112 Y-24.622G01 Z-5.114G01 X.482 Y-22.828G01 Z-5.763G01 X0.0 Y-22.087G01 Z-6.G02 X-10.898 Y-28.R13.G02 X-23.898 Y-15.R13.16G02 X-21.006 Y-6.825 R13.G02 X-30.634 Y5.729 R13.G02 X-17.634 Y18.729 R13.G02X-12.983 Y17.869 R13.G02 X-13.Y18.541 R13.G02 X0.0 Y31.541 R13.G02 X13.Y18.541 R13.G02 X12.983 Y17.869 R13.G02 X17.634 Y18.729 R13.G02 X30.634 Y5.729 R13.G02 X21.006 Y-6.825 R13.G02 X23.898 Y-15.R13.G02 X10.898 Y-28.R13.G02 X0.0 Y-22.087 R13.G01 Y-59.698G01 Z-3.G00 Z13.G01 X59.698 Y-0.357G01 Z-10.G01 Z-13.G01 X54.698G01 X54.699 Y50.001G03 X50.002 Y54.699 R4.697G01 X-50.001G03 X-50.711 Y54.645 R4.698G01 X-54.645 Y50.71G03 X-54.699 Y50.001 R4.698G01 Y-50.001G03 X-50.001 Y-54.699 R4.69817G01 X50.004G03 X50.71 Y-54.645 R4.693G01 X54.643 Y-50.712G03 X54.697 Y-50.005 R4.693G01 X54.698 Y-50.357G01 X59.698G01 Z-10.G01 Z10.G01 X2.523 Y-50.149G01 Z-3.G03 X2.523 Y-50.149 Z-10.576 R4.5G03 X2.299 Y-42.554 Z-13.G01 X-2.Y-40.G02 X-7.Y-45.R5.G01 X-30.G02 X-45.Y-30.R15.G01 Y-7.G02 X-40.Y-2.R5.G03 X-38.Y0.0 R2.G03 X-40.Y2.R2.G02 X-45.Y6.996 R5.G01 Y30.G02 X-43.536 Y33.536 R5.G01 X-33.536 Y43.536G02 X-30.Y45.R5.G01 X-7.G02 X-2.Y40.R5.G03 X0.Y38.R2.G03 X2.Y40.R2.18G02 X7.Y45.R5.G01 X30.G02 X45.Y30.R15.G01 Y8.947G02 X40.Y3.947 R5.G03 X38.Y1.947 R2.G03 X40.Y-.053 R2.G02 X45.Y-5.053 R5.G01 Y-30.G02 X43.536 Y-33.536 R5.G01 X33.536 Y-43.536G02 X30.Y-45.R5.G01 X7.G02 X2.Y-40.R5.G03 X0.0 Y-38.R2.G03 X-2.Y-40.R2.G01 Y-59.699G01 Z-10.G01 Z13.G00X100.Y100.G91G28Z0.0ZM3019五五、作品图片、作品图片20六、毕业设计总结三年，时间过得真快，一下子就从当初的小学弟变成了现在大三的学长，三年时间，我们从什么都不懂的学生到现在在老师的指导下就可以独立完成任务的我，在这中间要多谢老师的指导和同学们的帮助。在这次毕业设计，系统的巩固学习了大学三年的课程，对数控技术的运用有了更深的认识和了解。对典型零件的加工也更加深刻。通过这次对零件图形进行加工及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动手能力，切实做到将理论联系到了实际生产中，也只有理论与实际巧妙的结合在一起，才能达到规定的各项性能指标，才能加工出完美的、符合要求的零件，对程序的编制也是此说明书的一个重要内容，只有合理的编制程序，制定出走刀路线，才能在最短的时间内加工出满足要求的零件。这次的毕业设计，也是我们的分别的日子。21七、参考文献1 赵长明、刘万菊.数控加工工艺及设备M.北京:高等教育出版社，2003.102 刘书华.数控机床与编程M.北京：机械工业出版社，2001.83 刘力.机械制图M.北京：高等教育出版社，2008.44 金莹.公差与配合M.清华大学出版社，20172目录一一、加工程序加工程序.3二二、作品图片作品图片.9三、毕业设计总结三、毕业设计总结.10四、致谢四、致谢.113一一、加工程序、加工程序O1111G17G21G40G54G80G90G94M03S500G00Z100.X100.Y100.X-59.697 Y0.S1000G43Z13.M08Z3.G01 Z0.0 F250.G01X-50.197 Y-50.002G03 X-50.002 Y-50.197 R.19G01 X50.003G03 X50.197 Y-50.004 R.19G01 Y50.003G03 X50.003 Y50.197 R.19G01 X-50.003G03 X-50.197 Y50.002 R.19G01 X-59.697 Y0.0 Z3.G00 Z13.Z-3.表 1-14G01 X-59.698G01 Z-6.G01 X-50.198 Y-50.001G03 X-50.001 Y-50.198 R.19G01 X50.002G03 X50.198 Y-50.002 R.19G01 Y.384G03 X50.634 Y5.729 R33.G03 X50.198 Y11.075 R33.G01 Y50.002G03 X50.002 Y50.198 R.19G01 X9.32G03 X0.0 Y51.541 R33.G03 X-9.32 Y50.198 R33.G01 X-50.002G03 X-50.198 Y50.002 R.19G01 Y11.074G03 X-50.634 Y5.729 R33.G03 X-50.198 Y.385 R33.G01 Y0.0 X-59.698G01 Z-3.G01 Z13.G01 X20.001 Y-24.295G01 Z3.G01 X20.233 Y-24.091G01 Z2.917G01 X21.541Y-22.518G01 Z2.369G01 X22.586 Y-20.765G01 Z1.821G01 X22.922 Y-19.943G01 Z1.584G01 X22.586 Y-20.76G01 Z1.348G01 X21.541 Y-22.518G01 Z.8G01 X20.233 Y-24.091G01 Z0.252G01 X18.696 Y-25.439G01Z-0.296G01 X16.966 Y-26.531G01 Z-0.844G01 X15.088 Y-27.338G01 Z-1.392G01 X13.379 Y-27.792G01 Z-1.866G01 X10.967 Y-28.03G01 Z-2.515G01 X8.552 Y-27.817G01 Z-3.165G01 X6.218Y-27.161G01 Z-3.815G01 X4.047 Y-26.083G01 Z-4.464G01 X2.112 Y-24.622G01 Z-5.114G01 X.482 Y-22.828G01 Z-5.7636G01 X0.0 Y-22.087G01 Z-6.G02 X-10.898 Y-28.R13.G02 X-23.898 Y-15.R13.G02 X-21.006 Y-6.825 R13.G02 X-30.634 Y5.729 R13.G02 X-17.634 Y18.729 R13.G02X-12.983 Y17.869 R13.G02 X-13.Y18.541 R13.G02 X0.0 Y31.541 R13.G02 X13.Y18.541 R13.G02 X12.983 Y17.869 R13.G02 X17.634 Y18.729 R13.G02 X30.634 Y5.729 R13.G02 X21.006 Y-6.825 R13.G02 X23.898 Y-15.R13.G02 X10.898 Y-28.R13.G02 X0.0 Y-22.087 R13.G01 Y-59.698G01 Z-3.G00 Z13.G01 X59.698 Y-0.357G01 Z-10.G01 Z-13.G01 X54.698G01 X54.699 Y50.001G03 X50.002 Y54.699 R4.697G01 X-50.001G03 X-50.711 Y54.645 R4.6987G01 X-54.645 Y50.71G03 X-54.699 Y50.001 R4.698G01 Y-50.001G03 X-50.001 Y-54.699 R4.698G01 X50.004G03 X50.71 Y-54.645 R4.693G01 X54.643 Y-50.712G03 X54.697 Y-50.005 R4.693G01 X54.698 Y-50.357G01 X59.698G01 Z-10.G01 Z10.G01 X2.523 Y-50.149G01 Z-3.G03 X2.523 Y-50.149 Z-10.576 R4.5G03 X2.299 Y-42.554 Z-13.G01 X-2.Y-40.G02 X-7.Y-45.R5.G01 X-30.G02 X-45.Y-30.R15.G01 Y-7.G02 X-40.Y-2.R5.G03 X-38.Y0.0 R2.G03 X-40.Y2.R2.G02 X-45.Y6.996 R5.G01 Y30.G02 X-43.536 Y33.536 R5.G01 X-33.536 Y43.536G02 X-30.Y45.R5.8G01 X-7.G02 X-2.Y40.R5.G03 X0.Y38.R2.G03 X2.Y40.R2.G02 X7.Y45.R5.G01 X30.G02 X45.Y30.R15.G01 Y8.947G02 X40.Y3.947 R5.G03 X38.Y1.947 R2.G03 X40.Y-.053 R2.G02 X45.Y-5.053 R5.G01 Y-30.G02 X43.536 Y-33.536 R5.G01 X33.536 Y-43.536G02 X30.Y-45.R5.G01 X7.G02 X2.Y-40.R5.G03 X0.0 Y-38.R2.G03 X-2.Y-40.R2.G01 Y-59.699G01 Z-10.G01 Z13.G00X100.Y100.G91G28Z0.0ZM309二、作品图片二、作品图片10三、毕业设计总结三年，时间过得真快，一下子就从当初的小学弟变成了现在大三的学长，三年时间，我们从什么都不懂的学生到现在在老师的指导下就可以独立完成任务的我，在这中间要多谢老师的指导和同学们的帮助。在这次毕业设计，系统的巩固学习了大学三年的课程，对数控技术的运用有了更深的认识和了解。对典型零件的加工也更加深刻。通过这次对零件图形进行加工及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动手能力，切实做到将理论联系到了实际生产中，也只有理论与实际巧妙的结合在一起，才能达到规定的各项性能指标，才能加工出完美的、符合要求的零件，对程序的编制也是此说明书的一个重要内容，只有合理的编制程序，制定出走刀路线，才能在最短的时间内加工出满足要求的零件。这次的毕业设计，也是我们的分别的日子。以后在想相聚的日子可能就少了，在最后的相聚的时光中，我们要珍惜这段时间，比较毕业之后大家各奔东西。在见面的时候都不知道啥时候了。11四、致谢本毕业设计的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助，感谢你们在我失意时给我鼓励，在失落时给我支持，感谢你们和我一路走来，让我在此过程中倍感温暖！一个人的成长绝不是一件孤立的事，没有别人的支持与帮助绝不可能办到，在开学的时候，我还记得辅导员跟我们说过，在学校的时候有事还可以找老师，等你们出去了就不能在找老师帮忙了，在学校，有老师的帮助和同学们的互帮互助，在外面这样的可能就少了。我感谢可以有这样一个空间，让我对所有给予我关心、帮助的人说声“谢谢”。今后，我会继续努力，好好工作。不断上进，不会辜负你们的期望。
