数控专业毕业论文数控加工工艺与加工
武汉工程职业技术学院毕业设计（论文）题 目 数控加工工艺与加工 系 别 机电工程系专 业 数控技术及应用班 级05数控（6）班 姓 名 指导老师 2008 年 5月 15日目录摘要 （4）第一章 绪论 （5）第二章 软件介绍 （6）第三章YJS3的工艺分析(7)3.1零件图样工艺分析 (7)3.1.1结构特点分析 (7)3.1.2结构工艺性分析 (7)3.2关键表面的技术要求分析 (7)3.3毛胚及装夹方案确定 (8)3.3.1毛坯的选择 (8)3.3.2装夹分析 (8) 3.4工艺措施及加工方案确定 (11)3.4.1数控铣削加工方案的确定 (11)3.4.2关键的加工路线方案比较 (11)3.5选择刀具(12)3.5.1铣刀类型的简介及选择 (12)3.5.2铣刀参数简介及选择(14)3.6切削用量简介及选择 (15)3.6.1切削用量的选择原则(15)3.6.2主轴转速n的确定(16)3.6.3切削进给速度F的确定 (17)3.7本课题数控工艺卡片(17)3.7.1刀具卡片 (17)3.7.2路线单 (20)3.7.3工序卡片 (21)第四章YJS盘类零件的建模设计与加工(32)4.1pro/e建模的过程（32）4.1.1建模的分析（32）4.1.2建模的步骤 （22）4.2YJS3盘类零件的加 （45）4.2.1上表面加工 （45）4.2.2两侧面孔加工 （55）4.2.3下表面加工 （56）第五章 设计总结 （67）参考文献 （69）致谢 (70)附录附录 摘 要现代机械加工中，不仅需要传统加工的工艺基础，还需要现代先进的机械加工技术，但是数控加工的工艺是离不开传统加工工艺基础的。随着数控机床在制造业中的广泛应用，数控加工技术也得到进一步的发展。近年来，数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大量生产方式，现在都向以数控设备为主的生产方式转变，模具行业、汽车制造业的飞速发展，生产效率明显提高，对产品的生产周期提出更高的要求，从产品的设计、研发到投入生产都尽量缩短其时间，所以零件的建模，加工和编程都显得极其重要，零件的建模即利用计算机辅助设计软件依照零件图纸或模型在电脑上完成零件的建模和自动编程。加工则是在数控机床上进行加工，要获得较高的经济效益，既要选用性能优良的机床，即精度高，效果高，工作可靠性好，又要正确合理地使用机床，这是非常关键的问题。随着数控机床及应用，人才市场急需懂得数控机床工作原理及数控编程加工工艺和实的日益广泛普及操作的专业人才。关键词：数控加工工艺；pro/e；Master CAD/CAM；数控切削参数；1第一章 绪论计算机辅助数控加工编程是指利用CAM系统对由CAD系统产生的产品数学模型，选择确定加工工艺参数，生成、编辑、防真刀具的运动轨迹，以实现产品的虚拟加工，并产生实际数控机床加工零件的数控程序。在这里我主要用pro/e建模和Master CAD/CAM 生成刀具路径。同时CAD系统产生的数据可直接经CAM软件处理成数控机床可识别的代码，进而采用数控加工设备进行加工，使模具生产实现高精度、高效率和高自动化。数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格零件外，还应该充分地发挥，利用数控机床的各种功能，高效加工合格零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。在根据零件的具体加工部位和零件的结构工艺特点，选择利用计算机进行自动编程。进入新世纪以来，数控加工发展的方向越来越明显，越来越高度化，主要向高速切削和高精度加工，复合化加工和控制智能化等方向发展；当然集成化方向的发展也是很明显的，作为数控专业的学生应该努力学习，将来在工作岗位上体现自己的智慧，对YJS3盘类零件设计是对自己的一次锻炼。第二章 软件介绍Pro/e和Master CAD/CAM软件简介。Pro/e是由参数科技公司研发的3D产品设计软件，其功能十分广泛，包含实体建模，曲面设计，工程图，拆模，等。Pro/e的功能非常齐全与强大，所以对于提高产品的研发效率具有非常大的帮助。广泛用于机械、汽车、航空等行业，特别是在模具制造业中应用最广。其具体的功能有： 二维绘图和三维造型。在二维空间得到图形的过程称为绘图，而三维空间里创建的是虚拟形体，这种创建过程我们习惯上称为三维造型。可以非常直观地用多种方法创建规则曲面和复杂的异行曲面，而且可以随意修改。创建曲面模型的过程称为表面造型。可以随意地创建各种基本实体，联合多种编辑功能可以创建任意复杂程度的实体，并可灵活地进行修改。创建实体模型的过程称为零件建模。Master CAD/CAM的最终目的是对设计出来的作品进行加工，在电脑上仅能完成模拟的加工，但能产生在数控机床上真实加工时所必需的加工程序。然后就可以在机床上进行加工。加工必须使用刀具，只要运动着的刀具接触到的材料都将被切除，所以刀具的运动轨迹实际上就决定了零件加工后的形状，因而设计刀具的运动轨迹是至关重要的，刀具的运动轨迹常称为刀具路径。刀具的运动轨迹不同决定了加工的质量的好坏，所以在加工时一定要根据曲面进行合理选择加工刀具路径。生成后处理程序，模拟加工过程。前面还只是完成了刀具路径的规划，在数控机床上正式加工，还需要一份对应于机床的控制系统的程序。Master CAD/CAM可以在图形和刀具路径的基础上，进一步自动和迅速地生成程序，并可以根据经验或加工实际条件对参数进行修改和调整。该软件使用方便，加工出来的零件可以满足实际需求的表面质量。其使用的范围越来越广阔。逐渐在各行各也被广泛采用。第三章YJS3的工艺分析3.1.零件图样工艺分析 数控加工中，数控机床是按照预先编好的数控程序自动地对工件进行加工，为了确保加工的安全、可靠和高效。首先编程要把握图样对工件的材料、形状、尺寸、精度及技术要求等进行分析。通过分析，可确定该零件是否适宜在数控机床上加工。3.1.1结构特点分析结构特点：由零件图可知，该零件主要是由孔平面曲面螺纹圆弧槽组合。3.1.2结构工艺性分析结构工艺性：经多次审核分析图纸上的信息。零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是充分的，从经济上考虑，此零件要加工的有孔平面曲面螺纹圆弧槽，多工序，多工步，像这样的零件 是属盘类工件，主要加工上下两个平面和平面上的孔系、曲线曲面，是立式铣床或立式加工中心的常见加工形式（符合工序集中和形状复杂要求）。3.2关键表面的技术要求分析关键表面的技术要求分析：加工工件的精度要求一般体现在三个方面。尺寸公差、表面粗糙度及形位公差。对这几项要求进行综合分析，才能决定最终的工艺方法，该零件主要由平面孔系曲面轮廓槽形螺纹组成，按照工件的外形特点，该零件的主要加工内容可分为上、中、下、左侧平面和后侧平面五个部分。（1）工件上表面的加工内容及要求 上表面为槽形状的曲线轮廓，高度为mm，主要有五项加工内容：1）铣削最上面的圆形凸台，控制尺寸mm。 2）铣削槽形状的曲线轮廓，控制尺寸2×mm，2×mm，4×R33mm，8×R5mm表面粗糙度m。3)四个开口键槽，控制尺寸四个键槽，控制尺寸2×mm，4×mm。 4）沉孔 mm，深mm表面粗糙度为m 。5）拨叉形状曲线轮廓的R3圆角，表面粗糙为m 。6） mm的中孔，表面粗糙度为m，要求对基准D的垂直度公差为0.03mm，对基准C同轴度公差为0.03mm，对基准A,B的同位度公差为0.03mm。（2）工件上表面的加工内容及要求，下表面的轮毂形状的轮廓，高度 mm，主要有五项加工内容（表面粗糙度都为m）：1）圆形外轮廓，高度mm轮廓尺寸 mm。2）五个封闭的曲线槽，槽底深度距上表面mm要控制尺寸 mm, mm,5×8,及5×8mm。3)螺纹孔M36×1.5-7H，底孔深20mm，螺孔深15mm。4）凹形曲面R28、m 。5)封闭槽mm, mm。（3）后平面上的孔mm，mm;对基准A有垂直度公差为0.03mm。（4）左侧平面上的孔mm, mm;对基准D有平行度公差为0.03mm。3.3 毛胚及装夹方案确定3.3.1毛坯的选择工件材料为45钢，具有良好的切削性能。选用锻件，采用模锻方式。毛坯外形为123mm×123mm×48mm的六面体，六面相互平行，外形易于装夹。3.3.2 装夹分析：（1）夹具的选择：夹具按通用化程度分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具。通用夹具适用范围广，可用于加工一定范围内的不同工件；专用夹具适用范围窄，可用于批量生产场合；可调夹具主要用于加工形状相近或尺寸相近的工件；组合夹具可用于单件或小批量生产。机床夹具的作用是保证加工精度、提高劳动生产率、改善工人的劳动条件、降低生产成本。所以，正确选择夹具也是加工的关键因素之一。对本课题零件分析，零件要求为中批生产，在加工20工序时，可采用通用夹具，如采用精密平口虎钳，降低生产成本；加工30、40和50工序要采用专用夹具，如采用专用铣床夹具，提高生产率。（2）确定定位方案：工件定位一般采用六点定位定则，六点定位定则可应用于任何类型的工件。无论工件的形状和结构有何不同，它们的六个自由度都可以用六个支承点限制，只是六个支承点的分布形式不同。在实际加工中，并不一定要限制工件六个自由度。工件的六个自由度都被限制的定位称为完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定位称为不完全定位。要定位，就得考虑定位基的选择原则。选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。精基准的选择原则有基准重合、基准统
