铣削零件的数控加工工艺及编程设计.docx

毕业设计说明书题目典型铣削零件的数控加工工艺及编程专 业班 级 学生姓名 指导教师 年月日摘要此零件为一平面槽形零件，本文主要通过分析零件图纸，找出所需的数据， 确定零件形状；然后确定加工的装夹方案，设计合理的夹具；接着就是根据分析 图纸所得的数据，以及装夹的方法，编写加工工艺路线及设定铣削参数与铣削用 量；最后就是根据前面的分析，编写加工程序，进行零件加工关键词：工艺路线 切削用量 数控编程目录1 零件图 51.1 零件图的分析 61.2 技术要求分析 62 设备的选择 63 工件的装夹 73.1 毛坯的选择 73.2 零件的装夹 74 工艺路线 74.1 表面加工方法的选择 84.2 加工阶段的划分 84.3 加工顺序的安排 84.4 工序的集中和分散 95 合理的选择刀具 105.1 刀具的选择原则 105.2 数控铣削刀具的选择 106 切削用量的选择 116.1 切削用量的具体参数 126.2 切削用量的选取 137 拟定数控加工工艺卡 148 数控编程 148.1 数控编程的分类 148.2 加工程序清单 149 走刀路线图 21设计总结 22参考文献 23致谢 24附录 25典型铣削零件的数控加工工艺及编程前言数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。

这个基础是否牢固直接 影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位因此，世 界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的 进步特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在 了世界前列但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别 是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出在新世纪到 来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体 上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研 究开发部门和生产厂家所面临的重要任务现就一平面槽形零件数控铣削加工工艺分析举例平面槽形零件是数控铣削加工中常见的零件之一其轮廓曲线由直线-圆弧、 圆弧-圆弧、圆弧-非圆曲线以及非圆曲线等组成.加工中多采用两轴以上联动的 数控铣床,加工工艺过程也大同小异，下面以下图所示的平面槽形凸轮为例,分析 其数控铣削加工工艺1零件图图1.1为该零件的二维图，图1.2为该零件的三维图零件材料45#钢出二*11菖h图1.1零件二维图图1.2零件三维图1.1 零件图的分析零件的视图应符合国家标准要求，位置准确，表达清楚；几何要素(点、线、 面)之间的关系(如相交、相切、平行)应准确，尺寸标注应完整清晰。

从图1.1可以看出，该零件的的主要加工部位为零件上下表面、150X150 外轮廓、圆弧外形、槽、中间①40的孔；该零件的视图符合国家标准要求，位 置精确，表达清楚，几何要素间的关系准确，尺寸标注完整1.2 技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求 等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值进行零件技术 要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重 要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备同时通 过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求 会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本从图 1.1 中可以看出该零件的加工尺寸精度要求较高，最高公差达到0.03mm，在数控铳削中可以达到此要求；其表面粗糙度要求为全部加工表面 Ra3.2um,在数控铳削中可以达到此要求该零件无形位公差要求，在这里按照 IT10—IT12 来确定2 设备的选择由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能 够保证其精度要求的前提下选择相应的设备进行加工即可，但为了减少人为的换 刀量，根据现有的数控机床，确定选择由云南CY集团有限公司生产的CY-VMC850 系列数控立式加工中心，其主要技术参数如下：系统配置： FANUC工作台面积(mm)：460X950(500X1050)行程(X-Y-Z)(mm): 800X500X550主轴锥孔：BT40主功率(KW)： 7.5/11主轴变速系统转速(rpm): 50-6000伺服机床结构：台湾主轴、全防护、贴塑滑轨、电柜空调备注：16 把斗笠式刀库、20 把圆盘式刀库机床重量（吨）：63 工件的装夹3.1 毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状，工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用 的生产对象。

毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用，对零 件的机械加工工艺装备及工具的消耗，工时定额计算有很大影响确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差；其次 将毛坯加工余量叠加在零件相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛 坯尺寸与公差，其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工因此 毛坯要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量根据零件的图样分析以及零件的材料要求，选择45#钢；依据毛坯的选择原 则，综合考虑零件的使用要求，以及机械加工的效率和经济性，确定毛坯的尺寸 为 155 X 155 X 35mm3.2 零件的装夹从零件图中的分析可以看出，该零件属于规则的方形零件，因此可选择数控 铣削通用夹具——机用虎钳在数控铣床加工中，对于较小的零件，在粗加工、 半精加工和精度要求不高时，是利用机用虎钳进行装夹的机用虎钳装夹的最大 优点是快捷，但夹持范围不大使用机用虎钳安装工件时的注意事项：1）在工作台上安装机用虎钳时，要保证机用虎钳的正确位置当机用虎钳 底面没有定位键时，应该使用百分表找正固定钳口面2）夹持工件时的位置要适当，不应该装夹在机用虎钳的一端。

3）安装工件时要考虑铣削时的稳定性4）铣削长形工件时，可使用两个夹具把工件夹紧4 工艺路线零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序 先后顺序在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各 表面加工方法的选择工序集中和分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的 安排等问题4.1 表面加工方法的选择表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理 加工方法在选择时一般先根据表面的精度及粗糙度要求选定最终加工方法，然 后再确定精加工前准备工序的，即确定加工方案由于获得同一精度和粗糙度的 加工方法有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因 素：（1）工件材料的性质2）工件的结构和尺寸3）生产类型4）具体的生产条件从图1.1中可以看出，该零件表面粗糙度为Ra3.2um，精度要求较高，又因 该零件为 45#钢，其切削性能好，硬度低，因此确定该表面的加工方法为：粗铣 f精铳4.2 加工阶段的划分针对该零件的形状特性及精度要求，将该零件划分为以下几个阶段：粗加工阶段——主要任务是切除表面上的大部分余量，其关键问题是提高生 产率。

精加工阶段——保证各主要表面达到图样尺寸及精度要求，其主要问题是如 何保证加工质量4.3 加工顺序的安排先粗后精——先安排粗加工，再安排精加工先面后孔——本题中无孔，因此先加工平面，后加工槽基面先行——本题中考虑先加工下表面（无槽的那面），然后以此面为基准， 加零件上表面（有带槽的那面）4.4 工序的集中和分散经过以上所述，零件加工的工步顺序已经基本排定，如何将这些工步组成工 序，就需要考虑采用工序集中还是工序分散的原则1）工序集中 就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序 加工内容多，工艺路线短其主要特点是：① 可以采用高效机床和工艺设备，生产率高② 减少设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力物力③ 减少工件安装次数，利于保证表面间的位置精度④ 采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大2）工序分散 工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每 道工序加工的内容少，工艺路线很长，其特点是：① 设备和工艺装备比较简单，便于调整，易于适应产品的更换② 对工人技术要求较低③ 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间④ 所需设备和工艺装备数目多，操作工人多，占地面积大。

在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的 结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性一般情况下， 单件小批量生产时，只能工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大 批量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将 工序分散后组织流水生产批量生产应尽可能的采用效率较高的半自动机床，使 工序适当集中，从而有效的提高生产效率根据该零件的结构工艺性、生产规模和技术要求，确定该零件采用工序集中 的方法制定加工工艺综上所述，该零件的加工工艺路线如下所示：工序1下料，准备155X 155X35mm的钢板，材料45#钢工序2铳削平面及外轮廓,保证总厚度为32,外形尺寸为150 X 150 X 22mm工序3掉头装夹150X 150的边，铳削另一表面，钻孔，铳槽工序 4 去尖边毛刺工序 5 检验5 合理的选择刀具刀具寿命与切削用量有密切关系在制定切削用量时，应首先选择合理的刀 具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定一般分最高生产率刀具寿 命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序 成本最低的目标确定5.1 刀具的选择原则选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选 择。

复杂和精度高的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， 一般取15-30min对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、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的 生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工 序单位时间内所分担到的全厂开支 M 较大时，刀具寿命也应选得低些大件精加 工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度 和表面粗糙度来确定与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的 要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛 同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求数控机床上所选用 的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可 转位刀片5.2 数控铣削刀具的选择在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具 有关参数的经验数据如下：一是铳刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半 径 Rmin，一般取 RD=(0.8-0.9)Rmin。

二是零件的加工高度 H<(l/4-l/6)RD，以 保证刀具有足够的刚度三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀 需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r，即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时 取刀具半径为Re=0.95(Rr)对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用 球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。