2022年毕业设计方案数控铣削加工工艺设计方案与编程加工.docx

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1、一. 设计说明本设计要求操作人员依据如图1 所示的零件图，通过图样分析、工艺分析、加工用量的挑选、程序的编制完成工件的仿真加工；图 1 零件图工件表面去毛倒棱加工表面粗糙度侧平面及孔 Ra1.6m.底平面为Ra3.2m材料 45 钢1.2.3.图 2 立体图- 21 - / 20二. 图样分析在图样分析中，第一要正确分析零件图，确定零件的加工部位与次序，并依据零件图的技术要求，分析零件的外形、基准面、尺寸公差和粗糙度要求 等；1. 图面分析如图 1-1 所示的零件是典型的方圆结合类零件，通过对此零件图的分析可知道：此零件的外轮廓圆台、正方圆弧凸台、三角凸台，中心有一个通孔；虽然 该零件轨迹曲线

2、不太复杂，但有着严格的几何精度要求，必需保证其尺寸精度 和几何精度，所以加工难度较大；2. 精度分析1 尺寸精度如图 1-1所示的零件中精度要求较高的尺寸主要有四方体 尺寸加工误差为 0.03mm、六边形和整圆尺寸的加工误差为0.04mm、 深度尺寸为 0.05mm、孔的尺寸为 10H8等；对于尺寸精度要求，主要通过加工过程中的精确对刀，正确选用刀具的磨损量和正确选用合适的加工工艺等措施来保证；2）形位精度如图 1-1所示的零件中主要的形位精度有四方体、六方体、整圆相对于外形中心线的对称度，加工表面相对于工件底平面的平行度等；对于形位精度的要求，在对刀精确的情形下，主要通过工件在夹具中的正确安

3、装等措施来保证；3）表面粗糙度 如图 1-1所示的零件中，所加工表面底面的表面粗糙度R3.2m，所加工表面侧平面和孔的表面粗糙度要求均为 R1.6m；对于表面粗糙度要求，主要通过选用正确的粗、精加工路线，选用合适的切削用量等措施来保证；加工完成后需要进行清根操作，同时仍要对整个零件进行手动去毛倒棱，自检自查；三. 工艺分析及处理数控铣削加工工艺的实质，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上，对数控铣削的机床挑选、毛坯挑选、加工方法、装夹方式、切削加工进给路线、刀具挑选以及切削用量等工艺内容进行正确而合理的挑选；1. 数控铣削加工零件与加工1）机床与毛坯如图 1-1 所示的零件选用的机床为 FA

4、NUC-0i系统的数控铣床，毛坯材料选用 45 钢，尺寸为 80mm*35m的m 圆钢；2）数控铣削加工分析为了保证零件的各项精度需求，本工件采纳对整个零件进行先粗加工，在精加工的加工方案；粗加工主要用于去除工件余量，对于粗加工后的精加工余量，在保证加工余量的基础上，应尽量削减精加工余量；粗加工时，应以保证加工效率为主，因此粗加工一般使用大直径刀具；数控铣床加工零件时，粗加工和精加工一般采纳顺铣即左刀补的加工方式；其数控编程任务书见表 1；表 1 数控编程任务书产品零件图号任务书编号07 数控二班数 控 编 程任务书零件名称带内孔凸台使用数控设备数控铣床共 1 页第 1 页主要工艺说明及技术要

5、求1数控铣削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求，详见产品工艺卡片；2技术要求见零件图收到编程时间日2021 年 3 月 20经手人编制贾超伟审核编程贾超伟审核批准2. 数控铣削加工工件的安装方式由于该工件为单件加工，所以在加工过程中选用通用夹具进行定位与装夹；依据加工要求选用三爪卡盘为夹具，工件装夹后，第一找正工件侧母线与主轴方向平行，然后找正工件中心，并将该点设为工件坐标系的原点；夹具的要求，在数控铣削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必需保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸便利、快捷；挑选夹具时应优先考虑使用通用夹具，使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件的

6、定位与加工工序的定位精度时，才采纳专用夹具，专用夹具的定位精度较高，成本也较高；对于本设计凸台类零件铣削加工的夹具挑选三角卡盘；3. 数控铣削加工刀具在零件加工中，刀具的挑选是一项特别重要的工艺内容；刀具挑选的好坏，将直接影响到工件的精度和质量；在加工时，主要依据工件材料、工序内容、机床的加工才能等；传统的机床加工对刀具的要求比较低，而数控机床对刀具的要求就特殊高；现代数控机床转速高，加工精度高，加工性状多种多样，而且加工的很多的零件的部位都是微细窄小表面，需要的刀具很小，因此，数控机床上的刀具就要有很高的要求；数控机床刀具一般要有高的强度、高刚度、高耐热耐磨性和硬度；在加工时要认真挑选刀具；

7、在数控铣床上，铣削零件侧面时一般用高速钢圆柱立铣刀，铣削上表面时多用硬质合金端面铣刀，加工沟槽时一般用硬质合金立铣刀，而对于一些底面圆或圆弧型的沟槽要用球头铣刀，钻孔时一般用的是高速钢钻头；数控铣削表面时一般速度较高；适应高速切削要求，具有良好的切削性能2高的牢靠性3较高的刀具耐用度4高精度5牢靠的断屑及排屑措施6精确快速的调整7刀具标准化、模块化、通用化及复合化对于本设计凸台类零件铣削加工的刀具及其参数挑选见表2；在刀具的选用中，粗加工选用直径较大的刀具，本零件加工中选用16mm 的立铣刀进行加工，为削减换刀次数，粗、精加工中采纳同一种刀具；这个零件先用 16mm的立铣刀、 9mm的钻、 1

8、6mm的立铣刀进行粗铣，再用 16mm的立铣刀进行精铣，用 2.5mm的钻钻定位孔，用 10mm的铰刀对定位孔进行精加工；数控刀具明细表如表2零件图号零件名称材料程序编号03000-3045#钢数控刀具明细表车间O0130机 6使用设备数控铣床刀具换刀方式加工部位刀具号 刀位号刀具名称直径长度手动/ 自表 2 数控刀具明细表及数控刀具卡设定补偿设定动T11 号刀位 16mm立铣刀20mm10.220手动外形轮廓T22 号刀位2.5mm钻14.5mm15手动中心孔定位T33 号刀位9mm钻头10mm525手动钻孔T44 号刀位10H8铰刀8.5mm12手动铰孔T55 号刀位 16mm立铣刀9mm

9、12手动外轮廓编制贾超伟审核批准第 1 页共 1页4. 数控铣削加工工序1） 数控铣削加工工序的划分以一次安装能够进行的加工为一道工序以一个完整的数控程序能够连续进行加工的内容为一道工序以零件的类同结构内容使用一把刀具进行加工为一道工序以粗加工、精加工划分工序2） 工步次序的支配原就先粗后精先近后远内外交叉保证工件加工刚度原就同一把铣刀尽量连续加工原就；3） 工序次序的支配原就先加工定位面，即前道工序的加工能够为后面的工序供应精加工基和合适的装夹表面；制定零件的整个工艺路线实质上就是从最终一道工序开头从后往前推，依据前道工序为后道工序供应基准的原就来进行支配；先加工平面后加工孔，先加工简洁的几

10、何外形，后加工复杂的几何形状；对于零件精度要求高，粗、精加工需要分开的零件，先进行粗加工，后进行精加工；以相同定位、夹紧方式安装的工序，应当连续进行，以便削减重复定位次数和夹紧次数；加工中间穿插有通用机床加工工序的零件加工，要综合考虑合理支配加工次序；对于本设计凸台类零件铣削加工的工序支配见表3；通过一次工件的加工可以发觉，只有不断的进行设计分析，不断的总结， 才能更好的完善零件加工的流程，加工出更加标准的工件；数控铣削加工分十一步切削进行加工，工序如下:1粗铣外型轮廓：采纳 16mm的立铣刀，粗铣加工内外型轮廓，单边留精加工余量 0.3mm；2定位孔加工：采纳 2.5mm的中心钻，对 10H

11、8的定位孔定位；3钻孔加工 ： 采纳 9.8的标准麻花钻，对前一步加工成型的定位孔进行钻孔加工，加工深度为 35mm；4铰孔加工：采纳10H8的铰刀，对图中 10H8的孔进行铰孔加工5精铣外型轮廓：采纳 16mm的立铣刀，精铣加工外型轮廓成型达到要求6）清根数控加工工序卡和切削用量挑选见表3；表 3 数控加工工序卡1粗铣外形轮廓外轮廓T0116mm 60015052中心钻定位定位孔T02B2.5mm 2000500.5D3钻孔孔T039.8mm600600.5D4铰孔孔T0410H8 10001005精铣外形轮廓外形尺寸T0416mm 10001000.2厂品名城或代号零件名称机械厂数控加工工

12、序卡图号03000-30工艺序号01程序编号夹具名称三爪卡盘夹具编号00001使用设备数控铣床车间VMC-55工步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速r/min进给 背吃速度 刀量备注6编制手动去毛倒棱，自检自查贾超伟审核批准第 1页共 1 页四. 加工用量的挑选与确定由于如图 1-1 所示零件的加工是凸台类零件的铣削加工，所以精加工时，凸台类类零件的加工余量为 1mm；详细加工过程中的用量挑选与确定见表3五. 编程参数的运算1切削参数的挑选1） 主轴转速 n） 对于高速钢刀具，切削速度 v 取 20m/min30 m/min ， 依据公式“ n=1000v/3.14D”选取粗加工时主轴转速

13、n=600r/min，精加工时主轴转速 n=1000r/min；粗加工时 ,为提高生产效率，在工件质量保证的前提下，可挑选较高的进给速度，一般为100mm/min200mm/min，本零件加工中粗加工进给速度取 150mm/min；精加工时，为保证精加工精度要求和表面粗糙度要求，印选较小的进给速度，一般在50mm/min100mm/min 的范畴中选取，本零件精加工进给速度取50mm/min；刀具空行程的进给速度一般取 G00 速度，或在 600mm/min1500mm/min 的范畴中选取；B-300C -1525.98 D1525.98E300F15-25.98G0-25.98H -22.

14、5 12.99I22.512.99M -5.0-43.3N-25.0 -25.98六. 编程加工1 建立工件坐标系铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时依据零件的特点来选定的，为了变成便利，一般要依据工件外形和标注尺寸的基准以及运算最便利的原就来确定的工件上某一点为坐标原点，详细挑选留意如下几点：1编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的运算， 削减运算错误；2编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度；3对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上；4Z 轴方向的零点一般设在工件表面；本

15、设计挑选10 圆的圆心处为工件编程 X、Y 轴原点坐标， Z 轴原点坐标在工件上表面；2 程序编制的原就工件坐标系原点的挑选原就 :1工件原点应当挑选在工件的设计基准上，以便于编程；2工件原点尽量挑选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上；3工件原点最好挑选在工件的对称中心上；3 数控加工程序编制1 粗细外轮廓主程序 D01=8.5O051 G90G94G21G40G54F100 G91G28Z0.M03S600G90G00X-50.Y-50.Z30. M08G01Z-5.F100 M98P101 G01Z-10.F100 M98P101 G01Z-15.F100 M98P101 G01Z-20

16、.F100 M98P101m00 G01Z-5. M98P102 G01Z-10. M98P102 G01Z-15. M98P102m00 G01Z-5. M98P103 G01Z-10. M98P103m00 G01Z-5. M98P104G91G28Z0.M30四方圆弧子程序O0101G90G41G01X-30.D01 Y20.G02X-20.Y30.R10.G01X20.G02X30.Y20.R10.G01Y-20.G02X20.Y-30.R10.G01X-20.G02X-30.Y-20.R10.G40G01X-50.Y-50.M99六方凸台子程序O0102G90G41G01X-5.Y-

17、43.3D01 X-30.Y0.X-15.Y25.98 X15.X30.Y0. X15.Y-25.98 X-25.G40G01X-50.Y-50.M99圆凸台子程序O0103G90G41G01X15.Y-25.98D01 X0.G02X0.Y-25.98I0J25.98 G01X-15.G40G01X-50.Y-50.M99三角凸台子程序O0104G90G41G01X10.Y-43.3D01 X-22.5Y12.99X22.5X-10.Y-43.3 G40G01X-50.Y-50.M992定位孔加工O0200 G90G94G21G40G54F100 G91G28Z0.M03S1500 G90G

18、00X0.Y0. G01Z-0.5F100 Z5.G91G28Z0.M30钻孔O0201 G90G94G21G40G54F100 G91G28Z0.M03S600 G90G00X0.Y0. G85X0.Y0.Z-38.R5. G80G91G28Z0.M30精铰孔O0202 G90G94G21G40G54F100 G91G28Z0.M03S300 G90G00X0.Y0. G85X0.Y0.Z-38.R5.F100 G80G91G28Z0.M303精铣外轮廓主 D01=8O0502 G90G94G21G40G54F100 G91G28Z0.M03S1000 G90G00X-50.Y-50. Z3

19、0. M08G01Z-20.F100 M98P101m00G01Z-15.M98P102m00 G01Z-10. M98P103m00 G01Z-5. M98P104G91G28Z0.M30七. 数控仿真加工一 粗铣外轮廓1 四方圆弧2 六方凸台3 圆弧凸台4 三角凸台二 定位孔加工三 钻孔图略四 精铰孔五 精铣外轮廓总结毕业设计是高校生在校学习过程中的一个重要环节；它表达了我们对在高校中所学学问的综合应用，毕业设计说明书是毕业生提交的一份有肯定学术价值的科技论文，是对我们学习成果的综合性总结和检阅，是在老师指导下所取得的科技成果的文字记录，也是检验同学把握学问的程度、分析问题和解决问题基本才

20、能的一份综合答卷，仍是对学校人才培育成效的全面检验，是学校训练教案质量评判的重要内容；在编写毕业设计的过程中，我翻阅了大量的相关资料，对两年多来所学专业学问进行了全面系统的分析、整理、总结，这不仅使我们两年多来所学的学问得到了巩固和提高，使我们对数控技术的专业学问有了更宽广更深化的了 解，增加了对工件设计和数控加工的体会，更重要的是，在此过程中提高了我们自学和查阅资料的才能，锻练了我们分析和解决问题的才能；本次毕业设计，在向指导老师请教及她的细心指导过程中，我深刻体会到老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论学问水平；在此期间，我学到的不仅是我们的专业学问，仍从中学习了很多待人处事的

21、道理、方法，通过对老师们社会阅历的明白，对我们这些刚刚高校毕业的同学今后的生活和工作有了很大的帮忙；在设计的过程中我们遇到的小困难也是层出不穷， 在对这些困难的解决中，同学们共同分析、探讨，无形中，不仅使我们之间的关系更加融洽，更培育了我们的团队合作精神；通过此次毕业设计，我受益非浅；这对于我以后的工作和生活都有很大的帮忙；编者2021年 3 月参考文献1. 余英良. 数控加工编程及操作 . 北京：高等训练出版社， 2005.12. 胡建生. AutoCAD绘图实训教程 . 北京：机械工业出版社， 2007.63. 赵长明. 数控加工工艺及设备 . 北京：高等训练出版社， 2003.54. 周

22、峥. 工程材料与热处理 . 济南：山东高校出版社， 2004.85. 余英良. 数控铣削加工实训及案例解读 . 北京：化学工业出版社， 2007.96. 沈建峰 . 数控铣床 / 加工中心编程与操作实训. 北京：国防工业出版社，2021.37. 叶南海 . UG NX 5.0 模具设计基础与应用提高. 北京：国防工业出版社，2021.1致谢本文是在我在李莉芳老师的细心指导和大力支持下完成的，这篇设计的每个细节和每个数据，都离不开您的细心指导，而您严谨的治学精神，精益求精的工作作风和宽容的教案态度都深深地感染和鼓励着我；并在此同时您仍在思想上、学习上赐予了我无微不至的关怀，在此谨向李老师致以真诚

23、的谢意；我也要感谢我的母校青岛滨海学院，是她供应了良好的学习环境和生活环境，让我的高校生活更加充实、更加丰富，为我的人生谱写了一段出色的乐 章；在这里我的各方面素养都得到了进一步的提高；回想我在青岛滨海学院的两年多的时间里，感谢各位老师对我的栽培，他们不仅在学习方面给了我很大的帮忙；而且，他们严谨细致、一丝不苟的作风始终是我工作、学习中的榜 样；他们循循善诱的教诲和不拘一格的思维方式赐予我无尽的启发，这些都将使我终生受益；同时对于我的父母，是他们赐予我走入学问生活的机会，并在我这些年的生活和学习期间，他们在各个方面都无私赐予我支持和帮忙，所以，在此我要向他们表示我最真诚的感谢和希望；借此机会对他们表示深深的感谢，并祝愿他们在以后的人生旅途中永久幸福欢乐；我在这里生活和学习了两年多的时间，我们同学、伴侣们无论是在学习仍是在生活及其它各个方面都给了我很多的帮忙和支持；在毕业设计的编写过程当中，我认真地听取他们的看法，使毕业设计说明书表述更加清楚，内容更加完善；同时，我仍参阅了大量的相关书籍、资料等，在此一并表示感谢；编者2021年 3 月附录：毕业设计零件图4. 工件表面去毛倒棱5. 加工表面粗糙度侧平面及孔Ra1.6um. 地平面为 Ra3.2um6. 材料 45 钢