典型铣削零件的数控加工工艺与程序的设计说明

1、*职业技术学院毕业论文（2010 届）典型铣削零件的数控加工工艺与程序设计学生 学 系 专指导教师 完成日期摘要3关键词3一绪论41数控加工容的选择42机床的选择4二数控加工工艺性分析61零件毛坯余量的确定61.1分析毛坯的加工余量61.2分析毛坯的变形与余量大小均匀性62零件图的分析62.1零件图的完整性与正确性分析62.2零件技术要求分析62.3尺寸标注方法分析72.4零件的结构工艺性分析72.5数控加工的定位基准83定位基准与装夹方案分析93.1定位基准的选择93.2加工中心夹具的确定94刀具的选择104.1刀具尺寸选择114.2刀具卡片的制定125切削用量选择135.1确定背吃刀量135.2确定主轴转速135.3进给速度156冷却液选择167起刀、进刀和退刀的工艺问题的处理167.1程序起始点、返回点和切入点（进刀点）切出点（退刀点）的确定167.2程序起始点、返回点和切入点、切出点的方法177.3起始平面、返回平面、进刀平面、退刀平面和安全平面的确定178数控加工工艺方案的制定198.1加工顺序方案的制定198.2制定工艺路线和工序卡片19三程序的编制与其精度分析232精度分

2、析30设计小结31参考文献32致33典型铣削零件的数控加工工艺与程序设计摘要数控技术与数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家 基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、 柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术与数控机床的广泛应用，给机械制造 业的产业结构、产品种类和档次以与生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加 工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代 的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握 现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。本设计是心、型零件的加工，通过对零件图的分析，毛坯的选择，装夹方案的确定， 合理地进行了加工工艺分析，并制定了工艺文件。正确的选用了刀具，编制了加工程序， 最后用数控机床加工出了产品，并通过检验，证实了该零件符合图纸要求。关键词：心、型零件;数控工艺；编制程序；数控加工朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一 个压缩包,里面有相应的word说明书和CAD图纸(被加工零件图

3、)。 下载后请联系：1459919609。我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系！ ！(注：注册账号时最好用你的号,以方便我将压缩包发给你)绪论随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使 制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计 民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。本课题是对我所学知识的应用，它包括了我在大专三年所学的全部知识，在数控专 业上具有代表性，而且提高了我们综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调 试，零件的加工运用到了我们三年所学的专业课程：现代工程制图、AUTOCAD制图、 数控编程、数控加工工艺机械制造基础等。这将我所学到的理论知识充分运 用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。1数控加工容的选择当选择并决定对某个零件进行数控加工后，一般情况下，并非其全部加工容都适合 在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺容适合数控加工。为了提高生产效率， 充分发挥数控的优势，选择哪些最合适、最需要的容和工序进行数控加工。一般可按下 列原则选择数控加工容：(1) 普通机床无法加

4、工的容应作为优先选择容。(2) 普通机床难加工，质量也难以保证的容应作为重点选择容。(3) 普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的容，可以在数控机床尚未加 工能力的基础上进行选择。此外在选择数控加工容时，还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素， 要尽量合理使用数控机床，达到产品质量、生产率与综合经济效益等指标都明显提高的 目的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。由于本次加工零件是单件，形状较为复杂，又考虑我院现有设备，故本次毕业设计 的所有容都选择在数控机床上加工。2机床的选择根据图形结构有曲面轮廓、圆弧、腔、椭圆凸台等型面，加工容较复杂，为了避免 重复定位带来的误差，减少手工换刀操作，结合我院机床的实际情况。采用加工中心 (KVC650)进行加工，该机床的X轴的行程450mm，Y轴的行程为650mm，Z轴的行程为 500mm,工作台为450X1370mm，主轴中心线至工作台的距离为460mm，主轴端面至工作 台中心、线距离为100-600mm，斗笠式刀库容量为16把，进给速度为5-8000mm/min，主 轴转速为 20-6000 r/min。二数控加工工艺性分析1

5、零件毛坯余量的确定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，加工将很难进 行下去，根据经验，列举以下几点：1.1分析毛坯的加工余量该图的毛坯采用铝合金，且达到要求。所以图2-1采用120X120X30 (mm)的毛坯 尺寸进行加工，由于该件是铸造件，须考虑用到砂型误差、收缩量与金属液体流动性差 不能充满型腔等造成余量不均匀，此外，毛坯的扭曲变形量的不同地方造成余量不充分， 不稳定，因此，要采用数控铣削加工，其加工面均有充分的余量。1.2分析毛坯的变形与余量大小均匀性分析毛坯加工中与加工后的变形程度，考虑是否采用预防性措施和补救性措施，是 对零件加工变形的一个重要保证。如对于厚铝合金板，经淬火时效后很容易在加工中与 加工后变形。这时最好采用经预拉伸处理的淬火板坯，对于毛坯的余量大小与均匀性， 主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。自动编程时，尤其重要。2零件图的分析2.1零件图的完整性与正确性分析由于加工程序是以准确的坐标点来编制，零件的视图应足够、正确与表达清楚，并 符合国家标准，尺

6、寸与有关技术要求应标注齐全，图2-1中有圆弧相切，几何元素之间 的关系较明确。2.2零件技术要求分析零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度与热处理等。 这些要求在保证零件使用性能的前提下应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使 工艺过程复杂，加工困难，成本提高。图2-1中要求最高尺寸公差为0.027mm，该零件 最高精度等级为IT8级，被测表面与基准表面之间的平行度公差为0.03mm，表面粗糙度 值全部为Ra3.2，数控铣削加工经粗、精加工可达到IT9-IT7级，表面粗糙度可达到 Ra3.2-Ra1.6，故比较容易加工，但加工时如果装夹不当极容易产生振荡，如果定位不好 可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难以保证。0,05械术要求1. 未汶未仕仑夔成按GBl 1S4-ED的要求2. 未注径度尺寸允许修是正负O.On,3. 糯件吸爰凿对粉于毛坯稿件基本尺寸配段图2-1心型零件图比例件数制E重量材料2.3尺寸标注方法分析零件图上的尺寸标注方法有局部分散标注法、集中标注法和坐标标注法等。对在数 控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证使用性能的前提下，可不

7、必 用局部分散标注，应采用集中标注或以同一基准标注，即标注坐标尺寸，这样，既便于 编程又有利于设计基准、工艺基准与编程原点的统一。图5-1中的尺寸标注采用的是同 一基准标注，达到了要求。2.4零件的结构工艺性分析（1）分析零件的变形情况，保证获得要求的加工精度，虽然数控机床加工精度很 高，但对一些特殊情况，就应工艺上充分重视这一问题，应当考虑采取一些必要的工艺 措施进行预防。该零件的材料是属于铸铝类零件，属于不易变形的零件，能够满足要求， 对该零件可以进行退火处理等措施来减少或消除变形的影响。（2）尽量统一零件轮廓圆弧的有关尺寸。若工件的被加工轮廓高度低，转接圆弧 半径大，可以采用较大直径的铣刀来加工，且加工其底板面时，进给次数也相应减少， 表面加工质量也会好一些，因此工艺性能较好；反之，数控铣削工艺性较差，一般来说， 当R0.2X5故：工艺性较好综上所述，在一个零件上，这种腔圆弧半径数值上的工艺性显得相当重要，零件的 外形、腔最好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，一般来说，即使不 能要求完全统一，但也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量 减少铣刀的规

8、格与换刀次数，并避免因频繁换刀而增加了零件加工面上的接刀阶差，降 低表面质量。2.5数控加工的定位基准加工中定位基准的确定应注意以下几点：(1) 应采用统一的基准定位，数控加工工艺特别强调定位加工，若无统一的基准 定位会因工件重新安装产生的定位误差而导致加工后的两个面上的轮廓位置与尺寸不 协调现象，因此为保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。(2) 统一的基准可以是工件上已有表面，也可以是辅助基准，工件上最好有合适 的孔作为定位基准，若没有，应专门设置工艺孔作为定位基准，称之为辅助基准，工件 上如没有合适的辅助基准位置，可考虑采用在毛坯上增加工艺凸台，制出工艺孔或在后 续加工工序要加工掉的余量上设置工艺孔，在完成定位加工后再去除的方法。综上，图2-1中采用增加工艺凸台，铣两个夹持面作为基准，可以一次性装夹而加 工完所要加工的表面，没有重复定位，故能保证基准统一。如图2-2：工件图2-2装夹与定位基准示意3定位基准与装夹方案分析3.1定位基准的选择根据零件图与加工要求选择设备为加工中心KVC650，同普通机床一样在加工中心上 加工时装夹仍应遵守六点定位原则：（1）尽

9、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围，确保加工精度。（3）一次装夹能够完成全部关键精度部分的加工。（4）定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工容。（5）批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工作坐标系的对刀基准重合。（6）必须多次安装时应遵从基准统一原则。综上所述，我选择设计基准作为定位基准，一次装夹保证其精度，并且遵循基准统 一原则。3.2加工中心夹具的确定加工中心夹具的选择应考虑以下几点：（1）夹紧机构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开。（2）为保持零件的安装方位与机床坐标系与编程坐标系方向的一致性，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）装夹方便辅助时间应尽量短。（5）夹具的结构应力求简单。（6）减少更换夹具的准备一结束时间。（7）减少夹具在机床上的使用误差。经上综合分析，结合我院实际，该零件的装夹可选用平口虎钳与垫片和垫块作为辅 助夹紧装置加工所需容。根据零件图分析，该零件可采取如下工艺措施：以夹持面和两 个侧面定位选用虎钳装夹，如图2-2所示。安排粗、精加工，采用小直径铣刀铣夹持面 以减小切削变形。装夹夹持面加工上面，完成加工容，最后翻面夹凸台面，将夹持面铣 掉。由于毛坯为铝合金在装夹时勿过于紧以免发生变形造

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