圓形槽數控加工編程設計[三維PROE][CAD高清圖紙和文檔]

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畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計（論文） 課題 圓形槽數控編程及數控仿真 類 別 ?畢業(yè)設計說 明 ?畢業(yè)設計總結 ?畢業(yè)設計論 文 系 科 電子工程系 專 業(yè) ??應 用 電 子技 術 ??應 用 電 子技 術 /應 用英 語 ??電 氣自 動 化技 術 ??電 氣自 動 化技 術 /市 場營銷 ??計 算機 應 用技 術 ??計 算機 應 用技 術 /廣告 設計 與策劃 班 級 數控 姓 名 完成日期 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 指導教師 目 錄 一、摘要 …………………………………………………… 二、配合件設計的內容及步驟 ……………………………… 1、零件加工工藝的分析 ……………………………… 1.1 零件的技術要求分析 ……………………………… 1.2 零件的結構工藝分析 …………………………… 2、工藝過程設計……………………………………… 2.1 件 1加工工步順序的安排 ……………………… 2.2 件 2加工工步順序的安排 ……………………… 3、選擇機床、工藝裝備等…………………………… 3.1 刀具的選擇方案 ………………………………… 3.2 銑削用量的確定 ………………………………… 4、確定切削用量……………………………………… 5、工藝文件…………………………………………… 5.1 工序卡片 ………………………………………… 5.2 刀具卡……………………………………………… 6、編制加工程序單…………………………………… 三、小結 ……………………………………………………… 四、參考文獻 ……………………………………………… 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 摘 要 數控機床的出現以及帶來的巨大利益，引起世界各國科技界和工業(yè)界的普 遍重視。發(fā)展數控機床是當前我國機械制造業(yè)技術改造的必由之路，是未來工 廠 自動化的基礎。數控機床的大量使用，需要大批熟練掌握現代數控技術的人員。 數控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化 的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國計民生的一 些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。 隨著科技的發(fā)展，數控技術也在不斷的發(fā)展更新，現在數控技術也稱計算機 數控技術，加工軟件的更新快，CAD/CAM 的應用是一項實踐性很強的技術。如 像 UG , PRO/E , Cimitron , MasterCAM ,CAXA制造工程師等。 數控技術是技術性極強的工作，尤其在模具領域應用最為廣泛，所以這要 求從業(yè)人員具有很高的機械加工工藝知識，數控編程知識和數控操作技能。本 文主要通過銑削加工薄壁配合件的數控工藝分析與加工，綜合所學的專業(yè)基礎 知識，全面考慮可能影響在銑削、鉆削、絞削加工 中的因素，設計其加工工藝 和編輯程序，完成配合要求。 關鍵詞: 銑削、鉆削、絞削、 CAD/CAM 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 1、零件加工工藝的分析 1） 、零件的技術要求分析 零件的尺寸公差在 0.05—0.1mm之間，且凸件薄壁厚度為 8mm，區(qū)域 面積較大，表面粗糙度也比較高，達到了 Ra3.2um,相對難加工，加工時容 易產生變形，處理不好可能會導致其壁厚公差及表面粗糙度難以達到要求。 定位基準是工件在裝夾定位時所依據的基準。該零件首先以一個毛坯 件的一個平面為粗基準定位，將毛料的精加工定位面銑削出來，并達到規(guī) 定的要求和質量，作為夾持面，再以夾持面為精基準裝夾來加工零件，最 后再將粗基準面加工到尺寸要求。 材料名稱: 45# 熱處理：正火。強度較高，塑性和韌性尚好，最常用中碳調質鋼，綜合 力學性能良好，用于制作承受負荷較大的小截面調質件和應力較小的大型 正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件。 2） 、零件的結構工藝分析 零件形狀如 1-1、1-2 圖所示，有輪 廓 加 工 、 板 件 凸 、 凹 件 加 工 及打 孔 等 。 由 于 典 型 零 件 需 要 配 合 的 薄 壁 零 件 ， 形 狀 比 較 簡 單 ， 但 是 工 序 復 雜 ， 表 面 質 量 和 精 度 要 求 高 ， 所 以 從 精 度 要 求 上 考 慮 ， 定 位 和 工 序 安 排 比 較 關 鍵 。 為 了 保 證 加 工 精 度 和 表 面 質 量 ， 根 據 毛 胚 形 狀 和 尺 寸 ， 分 析 采 用 兩 次 定 位 （ 一 次 粗 定 位 ， 一 次 精 定 位 ） 裝 夾 加 工 完 成 ， 按 照 基 準 面 先 主 后 次 、 先 近 后 遠 、 先 里 后 外 、 先 粗 加 工 后 精 加 工 、 先 面 后 孔 的 原 則 依 次 劃 分 工 序 加 工.。 零件基本尺寸：由零件件 1為 150mm×120mm×23mm、 件 2圖 樣 尺 寸 為 150mm×120mm×18mm， 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 技術要求： 1、未注公差±0.1mm; 2、未注倒角去毛刺; 3、未注表面粗糙度為 Ra3.2 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 件 1 件 2 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 3、毛坯選擇 1） 毛坯分析 根據零件的設計和運用領域等方面，零件形狀尺寸、力學性能、批 量大小以及學?，F有的設備要求，選擇零件的材料。 ①：材料的力學性能： 退火鋼抗拉強度:≥600(MPa)； 屈服強度:≥355(MPa)； 延 長 率:≥16%斷面收縮率:≥40%； 布氏硬度: ≤197（HB） ； ②：批量大小：小批量生產 ③：零件形狀尺寸： 由零件件 1為 150mm×120mm×23mm、 件 2圖 樣 尺 寸 為 150mm×120mm×18mm， ④：學?，F有的設備：立式加工中心 2）毛坯的選擇 選擇件 1毛坯尺寸為 160mm×130mm×30mm 的 45#， 件 2160mm×130mm×25mm的 45# 類型為型材。 4、工藝過程的設計 1）選擇定位基準： 通常毛料未經任何處理時，外表有一層硬皮，硬度很高，很容易磨損 刀具，在選擇走刀方式時加以考慮選擇逆銑，還有毛刺，裝夾前應進行鉗 工去毛刺處理，再以面作為粗基準加工精基準定位面。 件 1 ：任選 150mm×120mm的面用面銑刀加工，即為定位基準。 件 2 ：任選 150mm×120mm的面用面銑刀加工，即為定位基準 2）選擇毛坯各表面加工方法： 表面的加工順序是先里后外，先粗后精，先面后孔的方法劃分加工步 驟，由于輪廓薄壁太薄，對其劃分工序考慮要全面，先對受力大的部位先 加工，對剩余部粗銑后就開始精加工。由于粗精加工同一個部位都用的不 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 是同一把刀，所以選擇加工方案要綜合考慮。 3）確定加工順序： 銑削底面和側面 件 1： 粗銑夾持面→粗銑上平面→精銑上平面→粗銑內輪廓（挖槽）→編程 去除槽內多余殘料→銑槽內圓孔→粗銑槽內凹球槽→粗銑外輪廓→粗銑凸 臺→編程去除多余殘料→精銑橢圓槽→精銑槽內球槽→精銑凸臺→精銑夾 持面 。 ① 選擇與之前加工完成的 150mm×120mm mm 面相鄰的 150mm×120mm mm 面加工，用夾具將工件夾持稍微可以松動，目測之前加工的面與夾具底面垂直， 然后用千分尺測是否垂直，讀表后，用扳手輕微修改工件垂直度，直到工件垂 直為止，夾緊，然后用面銑刀加工此面。切削量不要太多（1—1.5mm） 。 ② 將工件旋轉 90 度至未加工的一面，然后用千分表測垂直度，用 G92 指令和面銑刀加工，再以此面為零點，將零件切削到 116mm×113mm×34mm 。 ③ 將工件旋轉 90 度至未加工的一面，然后用千分表測垂直度，用 G92 指令和面銑刀加工，再以此面為零點，將零件切削到 150mm×120mm mm 。 ④ 然后加工 150mm×120mm mm的面，用 G92指令和面銑刀將此面稍微洗 掉一點（1—1.5mm） 。 ⑤ 將工件翻過來切削另一面，用 G92 指令和面銑刀稍微切掉一點，以此 面為零點，將工件切削到 150mm×120mm mm 。 ⑥ 精銑上平面，工件尺寸銑過之后為 150mm×120mm mm 。 ⑦ 粗銑長半軸為 X 為 39 短半軸 Y 為 29 的橢圓槽，以及去除殘料。 ⑧ 銑直徑為 8 的內圓孔，粗銑球半徑為 15 的球槽。 ⑨ 粗銑凸臺，去除多余殘料。 ⑩ 精銑橢圓槽（X40，Y30） ，粗銑 SR15 的球槽，精銑凸臺。 ⑩+1 將工件旋轉精銑夾持面 110mm×110mm×30mm 。 凹件： 粗銑夾持面→粗銑上平面→精銑上平面→粗銑凹槽→編程去除凹槽中 多余殘料→粗銑定位槽→精銑槽底面 →精銑定位槽→翻面銑掉夾持面。 ① 選擇與之前加工完成的 116mm×34mm 面相鄰的 116mm×34mm 面加 工，用夾具將工件夾持稍微可以松動，目測之前加工的面與夾具底面垂直，然 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 后用千分尺測是否垂直，讀表后，用扳手輕微修改工件垂直度，直到工件垂直 為止，夾緊，然后用面銑刀加工此面。切削量不要太多（1—1.5mm） 。 ② 將工件旋轉 90 度至未加工的一面，然后用千分表測垂直度，用 G92 指令和面銑刀加工，再以此面為零點，將零件切削到 150mm×120mm×34mm 。 ③ 將工件旋轉 90 度至未加工的一面，然后用千分表測垂直度，用 G92 指令和面銑刀加工，再以此面為零點，將零件切削到 150mm×120mm×34mm 。 ④ 然后加工 150mm×120mm的面，用 G92指令和面銑刀將此面稍微洗掉一 點（1—1.5mm） 。 ⑤ 將工件翻過來切削另一面，用 G92 指令和面銑刀稍微切掉一點，以此 面為零點，將工件切削到 150mm×120mm×32mm 。 ⑥ 精銑上平面，工件尺寸銑過之后為 150mm×120mm×30mm 。 ⑨ 將工件旋轉精銑夾持面 150mm×120mm×30mm。 4） 確定走刀路線 定義：數控加工過程中刀具相對于被加工工件的運動軌跡 。 根據零件圖樣，確定走刀路線（即加工工時最短，又能保證質量） ，下面確 定該走刀路線： 配合件走刀路線：先粗、精加工橢圓的外輪廓 → 粗、精加工內腔及球槽 → 粗精加工定位臺 5、選擇機床、工藝裝備 1）數控機床及系統(tǒng) 選用加工中心（FAUNC——VMC850 ） 加工中心加工柔性比普通數控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)， 對于工序復雜的零件需要多把 刀加工，在換刀的時候可以減 少很多輔助時間，很方便，而 且能夠加工更加復雜的曲面等 工件。因此，提高加工中心的 效率便成為關鍵，而合理運用 編程技巧，編制高效率的加工 程序，對提高機床效率往往具 有意想不到的效果。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 5-1 工 作 臺 面 尺 寸 （ 長 ×寬 ） 405×1307（ mm） 主 軸 錐 孔 /刀 柄 形 式 24ISO40 / BT40（ MAS403） 工 作 臺 最 大 縱 向 行 程 650mm 主 配 控 制 系 統(tǒng) FANUC 0iMate-MC 工 作 臺 最 大 橫 向 行 程 450mm 換 刀 時 間 （ s） 6.5s 主 軸 箱 垂 向 行 程 500mm 主 軸 轉 速 范 圍 60—6000( r/min) 工 作 臺 T型 槽 （ 槽 數 -寬 度 ×間 距 ） 5-16×60mm 快 速 移 動 速 度 10000（ mm/min） 主 電 動 機 功 率 5.5/7.5（ kw） 進 給 速 度 5—800（ mm/min） 脈 沖 當 量 （ mm/脈 沖 ） 0.001 工 作 臺 最 大 承 載 (kg) 700kg 機 床 外 形 尺 寸 (長 ×寬 ×高 )(mm) 2540mm×2520mm× 2710mm 機 床 重 量 ( kg) 4000kg 2）選擇工藝裝備 （ 1） 夾 具 的 選 擇 機 械 制 造 過 程 中 用 來 固 定 加 工 對 象 ， 使 之 占 有 正 確 的 位 置 ， 以 接 受 施 工 或 檢 測 的 裝 置 稱 為 夾 具 ， 又 稱 卡 具 。 從 廣 義 上 說 ， 在 工 藝 過 程 中 的 任 何 工 序 ， 用 來 迅 速 、 方 便 、 安 全 地 安 裝 工 件 的 裝 置 ， 都 可 稱 為 夾 具 。 例 如 焊 接 夾 具 、 檢 驗 夾 具 、 裝 配 夾 具 、 機 床 夾 具 等 。 在 機 床 上 加 工 工 件 時 ， 為 使 工 件 的 表 面 能 達 到 圖 紙 規(guī) 定 的 尺 寸 、 幾 何 形 狀 以 及 與 其 他 表 面 的 相 互 位 置 精 度 等 技 術 要 求 ， 加 工 前 必 須 將 工 件 裝 好 （ 定 位 ） 、 夾 牢 （ 夾 緊 ） 。 夾 具 通 常 由 定 位 元 件 （ 確 定 工 件 在 夾 具 中 的 正 確 位 置 ） 、 夾 緊 裝 置 、 對 刀 引 導 元 件 (確 定 刀 具 與 工 件 的 相 對 位 置 或 導 引 刀 具 方 向 )、 分 度 裝 置 （ 使 工 件 在 一 次 安 裝 中 能 完 成 數 個 工 位 的 加 工 ， 有 回 轉 分 度 裝 置 和 直 線 移 動 分 度 裝 置 兩 類 ） 、 連 接 元 件 以 及 夾 具 體 （ 夾 具 底 座 ） 等 組 成 。 按 進 給 方 式 銑 床 夾 具 可 分 為 直 線 進 給 式 、 靠 模 進 給 式 和 圓 周 進 給 式 三 種 。 1、 直 線 進 給 式 銑 床 夾 具 ： 這 類 銑 床 夾 具 用 得 最 多 ， 夾 具 安 裝 在 銑 床 工 作 臺 上 ， 加 工 中 隨 工 作 臺 按 直 線 進 給 方 式 運 動 。 2、 靠 模 銑 床 夾 具 ： 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 靠 模 的 作 用 是 使 工 件 獲 得 輔 助 運 動 ， 形 成 仿 形 運 動 ， 它 用 在 專 用 或 通 用 銑 床 上 加 工 各 種 非 圓 曲 面 。 3、 圓 周 進 給 式 銑 床 夾 具 ： 可 在 不 停 車 的 情 況 下 裝 卸 工 件 ， 一 般 是 多 工 位 ， 在 有 回 轉 工 作 臺 的 銑 床 上 使 用 。 這 種 夾 具 結 構 緊 湊 ， 操 作 方 便 ， 是 高 效 銑 床 夾 具 ， 使 用 于 大 批 量 生 產 。 現 代 的 數 控 銑 床 夾 具 除 用 到 常 用 的 虎 鉗 、 分 度 頭 和 三 爪 夾 盤 等 通 用 夾 具 外 還 有 萬 能 組 合 夾 具 、 多 工 位 夾 具 、 氣 動 或 液 壓 夾 具 、 專 用 銑 切 夾 具 和 真 空 夾 具 等 （ 2） 裝 夾 方 案 的 選 擇 在 確 定 裝 夾 方 案 時 ， 只 需 根 據 已 選 定 的 加 工 表 面 和 定 位 基 準定 工 件 的 定 位 夾 緊 方 式 ， 并 選 擇 合 適 的 夾 具 。在 選 用 夾 具 時 ， 在 能 用 普 通 夾 具 裝 夾 加 工 的 盡 可 能 的 選 用 普 通 夾 具 ， 在 經 濟 效 應 上 可 以 減 少 成 本 的 開 支 。 數 控 機 床 上 用 的 夾 具 應 滿 足 安 裝 調 整 方 便 、 剛 性 好 、 精 度 高 、 耐 用 度 好 等 要 求 ， 所 以 我 根 據 零 件 的 形 狀 考 慮 選 擇 平 口虎 鉗 。 此 時 ， 主 要 考 慮 以 下 幾 點 ： 1 夾 緊 機 構 或 其 它 元 件 不 得 影 響 進 給 ， 加 工 部 位 要 敞 開 ； 2 必 須 保 證 最 小 的 夾 緊 變 形 ； 3 裝 卸 方 便 ， 輔 助 時 間 應 盡 量 短 ； 4 對 小 型 零 件 或 工 序 時 間 不 長 的 零 件 ， 可 以 考 慮 在 工 作 臺 上 同 時 裝 夾 幾 件 進 行 加 工 ， 以 提 高 加 工 效 率 ； 5 夾 具 結 構 應 力 求 簡 單 ； 6 夾 具 應 便 于 與 機 床 工 作 臺 及 工 件 定 位 表 面 間 的 定 位 元 件 連 接 。 該 零 件 形 狀 規(guī) 則 ， 四 個 側 面 較 光 整 ， 加 工 面 與 加 工 面 之 間 的 位 置 精 度 要 求 不 高 。 所 以 以 底 面 和 兩 個 側 面 作 為 定 位 ， 用 虎 鉗 從 工 件 側 面 夾 緊 。 使 用 注 意 事 項 ： 1 夾 緊 工 件 時 要 松 緊 適 當 ， 用 手 板 緊 手 柄 ， 不 得 借 助 其 他 工 具 加 力 。 2 強 力 作 業(yè) 時 ， 應 盡 量 使 力 朝 向 固 定 鉗 身 。 3 不 許 在 活 動 鉗 身 和 光 滑 平 面 上 敲 擊 作 業(yè) 。 4 對 絲 杠 、 螺 母 等 活 動 表 面 應 經 常 清 洗 、 潤 滑 ， 以 防 生 銹 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 平 口 虎 鉗 夾 具 參 數 5-2平 口 虎 鉗 產 品 名 稱 型 號 鉗 口 寬 度 （ mm） 鉗 口 高 度 （ mm） 鉗 口 最 大 張 開 度 （ mm） 定 位 鍵 寬 度 （ mm） 外 形 尺 寸 長 ×寬 ×高 （ mm） 平 口 虎 鉗 Q12160 160 50 160 18 500×300×200 （3）刀具的選擇方案 結合零件圖分析，該零件有平面和型腔內的圓弧及槽特點，加工工序 復雜。為減少換刀和對刀時間，減少換刀帶來的誤差，提高加工效率，粗、 精加工盡可能選用同一把刀具，保證良好精度要求。結合我院機床的實際 情況，采用加工中心進行加工。加工中心 VMC850。 刀具材料應具備的性能： 希 望 具 備 的 性 能 作 為 刀 具 使 用 時 的 性 能 希 望 具 備 的 性 能 作 為 刀 具 使 用 時 的 性 能 高 硬 度 （ 常 溫 及 高 溫 狀 態(tài) ） 耐 磨 損 性 化 學 穩(wěn) 定 性 良 好 耐 氧 化 性 耐 擴 散 性 高 韌 性 （ 抗 彎 強 度 ） 耐 崩 刃 性 耐 破 損 性 低 親 和 性 耐 溶 著 、 凝 著 （ 粘 刀 ） 性 高 耐 熱 性 耐 塑 性 變 形 性 磨 削 成 形 性 良 好 刀 具 制 造 的 高 生 產 率 熱 傳 導 能 力 良 好 耐 熱 沖 擊 性 耐 熱 裂 紋 性 鋒 刃 性 良 好 刃 口 鋒 利 表 面 質 量 好 微 小 切 削 可 能 對刀具的基本要求： （1）刀剛性要好。銑刀剛性要好 的目的有二：一是為提高生產效率 而采用大切削用量的需要；二是為 適應數控銑床加工過程中難以調整 切削用量的特點； （2）銑刀的耐用度要高。尤其是 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 當一把銑刀加工的內容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會影響零 件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀與對刀次數，也會 使工作表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，從而降低了零件的表面質 量。 除上述兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數的選擇及排屑性能等也非 常重要。切削粘刀形成積屑瘤在數控銑削中是十分忌諱的，總之，根據被 加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度 高的銑刀，是充分發(fā)揮數控銑床的生產效率和獲得滿意加工質量的前提。 具體選擇的刀具將在工藝文件里表現出來。 （4）量具的選擇方案 在機械制造中用以直接或間接測出被測對象量值的工具、加工中心儀器、 儀表等稱為計量器具。計量器具主要分為量具和量儀(儀器、儀表)兩大類。其 中量具是指那些能直接表示出長度單位和界限的簡單計量工具。量儀是利用機 械、光學、氣動、電動等原理將長度放大或細分，且結構較為復雜的計量器具， 一般在計量室中使用。 零件的幾何參數的測量包括：長度、角度、表面粗糙度及形位公差。 用來測量零件的量具有： （1）鋼直尺：用來測量長度的一種最常用的簡單量具； （2）游標卡尺：可以用來測量內、外尺寸、孔距、高度和深度； （3）千分尺：這類量具較為精密?？捎脕頊y量外圓直徑、長度、厚度； 測量表面粗糙度采用比較法，將零件表面與表面粗糙度樣塊比較，用目測或手 摸判斷被加工表面粗糙度；用比較法評定表面粗糙度雖然不精確，但由于器具 簡單，使用方便，迅速。 （4）百分表：在銑削工件時，用來測量工件是否垂直。 6、確定切削用量 (1) 主軸轉速的確定 主要根據允許的切削速度 Vc(m/min)選?。?n= D Vc?10 其中 Vc-切削速度 D-工件或刀具的直徑（mm） 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 由于每把刀計算方式相同，現選取 16mm 的立銑刀為例說明其計算過程。 根據切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材 料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 銑削時切削速度 切削速度 / (m/min)cv 工件材料 硬度/HBS 高速鋼銑刀 硬質合金銑刀 45# 70~120 100 ~ 200 200 ~ 400 從理論上講， 的值越大越好，因為這不僅可以提高生產率，而且可cv 以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于 機床、刀具等的限制，綜合考慮： 取粗銑時： =150m/mincv 精銑時 ： =200m/min 代入公式中： = =2985.6r/min 粗n164.350? = =3980.9r/min精n164.320? 計算的主軸轉速 n要根據機床有的或接近的轉速選取 取 =2985 r/min =3981 r/min粗 精n 同理計算 8立銑刀：? 取 =5970r/min = 7962 r/min粗n精 同理計算 63盤銑刀： 取 =379r/min = 505 r/min粗n精n （ 2） 進 給 速 度 的 確 定 粗加工的時候一般盡量可能的最大每齒進給速度，每齒進給速度的取 值主要考慮刀具的強度，對于立銑刀而言，直徑越大，刀刃越多，其刀具 強度就越大，允許取的每齒進給速度也越大;在一定的每齒進給速度，切削 深度，切削寬度的取值過大，將會導致切削力過大，一方面可能會超出機 床的額定負荷或損壞刀具;另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機 床額定功率。通常如果切削深度必須取大值的時候，切削寬度就必須取很 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 小的值。曲面輪廓的精加工的每齒進給速度、切削深度、切削寬度一般比 較小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不會超出機床的額定功率。 粗加工的時候，過高切削度主要引起溫度和切削功率過大，精加工的時候 過高的切削速度主要愛溫度的限制。通常，銑刀材料、工件材料、刀具耐 用度一定，允許的濃度就一定，因此極限切削線速度也一定。 切削進給速度 F時切削時單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位 移，單位 mm/min。它與銑刀的轉速 n、銑刀齒數 z及每齒進給量 （ mm/z）的關系為:Zf F= ZNf 每齒進給量 的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀具材料、工件表Zf 面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高， 越小，反之則越大；Zf 工件表面粗糙度值越小， 就越??；硬質合金銑刀的每齒進給量高于同類Zf 高速鋼銑刀。 刀每齒進給量 Zf 每齒進給量 /（mm/z）Zf 粗銑 精銑工件材料 高速鋼銑刀 硬質合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質合金銑刀 45# 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 綜合選?。捍帚?=0.06 mm/zZf 精銑 =0.03mm/z 銑刀齒數 z=2 上面計算出： =2985 r/min =3981 r/min粗n精n 將它們代入式子計算。 粗銑時：F=0.06×2×2985 =358mm/min 精銑時：F=0.03×2×3981 =239mm/min 同理即可得出： 盤銑刀進給速度： =379 r/min =505r/min粗n精n 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 銑刀齒數 Z=3 F 粗=69 mm/min F 精 =46 mm/min φ8 銑刀進給速度： =2985 r/min =3981 r/min粗n精n 銑刀齒數 Z=2 F 粗=716 mm/min F 精 =477 mm/min 切削進給速度也可由機床操作者根據被加工工件表面的具體情況進行 手動調整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 （3） 背 吃 刀 量 的 確 定 背吃刀量是根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件 下，應盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數， 提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般留 0.2～0.5mm。 總之，切削用量的具體數值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際 經驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相 互適應，以形成最佳切削用量。 7、工藝卡片 (1) 件 1的工藝卡 材料 生產類型 零件名 稱 加工設備 數控加工工藝卡 45# 單件 板料凸 件 VMC850 刀 具 加 工 參 數 工 序 號 刀具 號 刀具名 稱 刀具 直徑 (mm) 加 工 內 容 進給速 度 (mm/min ) 主軸轉 速 (r/min) 背吃刀 量 N1 備料 160mm×130mm×30 mm N2 T01 盤形銑刀 ￠63 裝夾，粗銑基準面 A 80 400 N3 T01 盤銑刀 ￠63 粗銑定位測面 80 400 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 N4 T01 盤銑刀 ￠63 裝夾，粗精銑基準面 B 80 400 N5 T02 立銑刀 ￠8 粗銑內輪廓、內圓槽， 120 600 N6 T02 立銑刀 ￠16 去除多余材料 200 600 N7 T03 立銑刀 ￠8 精加工外輪廓、精加工定位臺 120 600 N8 T04 球頭銑刀 ￠8 粗、精銑內圓槽 200 1200 N9 T01 盤銑刀 ￠63 精加工夾持面 80 400 （ 2） 件 2的 工 序 卡 產品名稱及代號 零件名稱 零件圖號 材料（工廠） 數控加工工序卡片 A4 45# 工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設備 車間 平口鉗 加工中心 1 加 工 參 數工 步 號 工 步 內 容 程序編號 刀 具 號 刀 具 規(guī) 格 主 軸 轉 速 r/min 進 給 速 度 mm/min 背 吃 刀 量 /mm 備 注 1 裝夾，粗銑基準面 A，留 1mm 面余量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 自 動 2 粗銑定位測面，留 0.5mm余量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 自 動 3 裝夾，粗精銑基準面 B到尺寸 和表面質量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 自 動 4 粗銑件 2的內輪廓，并留有 1mm的余量、去除殘料及銑圓 槽 O0003 T03 ￠8 600 120 4 自 動 5 精銑內輪廓，留 1mm測面余量， O0002 T03 ￠8 600 120 4 自 動 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 7 粗精銑上表面 O0006 T02 ￠16 600 120 4 自 動 8 粗銑外輪廓 O0005 T03 ￠8 450 120 4 自 動 9 精銑外輪廓 O0004 T03 ￠8 600 120 4 自 動 10 精銑定位槽 O0007 T03 ￠8 800 150 4/10 自 動 11 精加工夾持面 O0001 T01 ￠63 720 100 4 自 動 (1) 件 1的工藝卡 材料 生產類型 零件名 稱 加工設備 數控加工工藝卡 45# 單件 板料凹 件 VMC850 刀 具 加 工 參 數 工 序 號 刀具 號 刀具名 稱 刀具直 徑 (mm) 加 工 內 容 進給速 度 (mm/min ) 主軸轉 速 (r/min) 背吃刀 量 N1 備料 160mm×130mm×25 mm N2 T01 盤形銑刀 ￠63 裝夾，粗銑基準面 A 80 400 N3 T01 盤銑刀 ￠63 粗銑定位測面 80 400 N4 T01 盤銑刀 ￠63 裝夾，粗精銑基準面 B 80 400 N5 T03 立銑刀 ￠8 粗精銑外輪廓 120 600 N6 T02 立銑刀 ￠16 去除表面多余材料 200 600 N7 T03 立銑刀 ￠8 精加工 定位臺 120 800 N8 T01 盤銑刀 ￠63 精加工夾持面 80 400 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 （ 2） 件 2的 工 序 卡 產品名稱及代號 零件名稱 零件圖號 材料（工廠） 數控加工工序卡片 A4 45# 工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設備 車間 平口鉗 加工中心 2 加 工 參 數工 步 號 工 步 內 容 程序編號 刀 具 號 刀 具 規(guī) 格 主 軸 轉 速 r/min 進 給 速 度 mm/min 背 吃 刀 量 /mm 備 注 1 裝夾，粗銑基準面 A，留 1mm 面余量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 手 動 2 粗銑定位測面，留 0.5mm余量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 手 動 3 裝夾，粗精銑基準面 B到尺寸 和表面質量 O0001 T01 ￠63 400 80 2 手 動 4 銑上表面 O0011O0010 T02 ￠63 400 80 2 自 動 5 粗銑槽輪廓 O0014 T03 ￠16 450 120 4 自 動 6 精銑槽輪廓 O0013 T03 ￠8 600 120 4 自 動 8 精加工夾持面 O0001 T01 ￠63 720 100 4 手 動 2） 刀 具 卡 零件圖號 01 使用設備 刀具名稱 刀具卡 刀具編號 1 換刀方式 自動 程序編號 O0001 刀 序號 編號 刀具名稱 規(guī)格 數量 備注 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 1 T01 盤銑刀 φ60 1 2 T02 立銑刀 φ16 1 具 組 成 3 T03 立銑刀 φ8 1 8、 編 制 加 工 程 序 單 銑面加工編程 制造模型又稱加工模型，一般是由參照模型和工件組裝而成。 （1）啟動 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0后，依次選擇主菜單上的【文件】→【新建】 命令，系統(tǒng)彈出如圖 3-17的【新建】對話框。在【新建】對話框的【類型】中選取【制造】 ，在【子類型】欄中選取【NC 組件】，然后【名稱】文本框中輸入 NC加工文件名“2-1”， 同時取消【使用默認模塊】復選框的勾選，最后點擊“確定”按鈕。系統(tǒng)彈出【新文件選 項】對話框，選擇【mmns_mfg_nc】選項，然后“確定”，進入 NC加工界面。 圖 3-17 【新建】對話框 圖 3-18【新文件選項】對話框 （2）裝配參照模型。在系統(tǒng)彈出的【制造】菜單管理器中依次選擇【制造模型】 →【裝配】→【參照模型】選項，系統(tǒng)彈出如圖 3-19所示【打開】對話框，選擇上面已經 形成的參照模型文件“czmx.prt”,然后單擊對話框中的“打開”按鈕，導入參照模型。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 → → 圖 3-19 依次選擇的菜單項 圖 3-20【打開】對話框 （3）在圖形顯示區(qū)下方系統(tǒng)彈出如圖 3-21的裝配操控板，在【自動】下拉框選擇 【缺省】選項。此時，操控板上【狀態(tài)】后面顯示為“完全約束”，然后點擊 按鈕。 接著彈出圖 3-22【創(chuàng)建參照模型】對話框，單擊“確定”按鈕，完成參照模型建立。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-21【缺省】選項 圖 3-22【創(chuàng)建參照模型 】對話框 （4）裝配工件。如圖 3-23 所示在 【制造模型】菜單中依次單擊【裝配】→【工件】 選項，系統(tǒng)彈出【打開】對話框。選擇工件模型文件“gjmx” ，然后打開，系統(tǒng)導入工件。 （5）：選擇裝配操控板上【自動】中的【缺省】選項，此時“完全約束” 。然后單擊 按鈕，完成工件裝配。接著彈出圖 3-24所示【創(chuàng)建毛坯工件】對話框，單擊“確定” ， 完成工件的創(chuàng)建。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-23 依次選擇的菜單項 圖 3-24【創(chuàng)建毛坯工件】對話框 （6）在【制造模型】菜單中選擇【完成/ 返回】選項。至此完成了制造模型的創(chuàng)建。 圖 3-25 制造模型 4.1 設置加工操作環(huán)境 （1）定義操作名稱。如圖 3-26 所示，在【制造】菜單管理器中選擇【制造設置】選 項，系統(tǒng)彈出如圖 3-27 所示 【操作設置】對話框。在【操作名稱】后下拉列表框中輸入操 作名稱“2-1” 。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-26【制造】菜單 圖 3-27【操作設置 】對話框 （2）定義工作機床。單擊【操作設置】對話框中的 按鈕，系統(tǒng)彈出如圖 3-28 所 示的【機床設置】對話框，在【機床類型】下拉框中選擇【銑削】選項，在【軸數】下拉 框中選擇【3 軸】選項。 圖 3-28【機床設置】對話框 （3）定義加工零點。在【操作設置】中選擇【一般】選項卡，然后單 擊【參照】分組框中的 按鈕。系統(tǒng)彈出【制造坐標系】菜單，同時信息提示“選取坐 標系” 。單擊系統(tǒng)征工具欄中的 按鈕，系統(tǒng)彈出【坐標系】對話框，按住 Ctrl 鍵，在制 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 造模型中選取依次 NC_ASM_FRONT、NC_ASM_RIGHT 基準平面和工件的上表面，此時 【坐標系】對話框中的設置如圖所示。最后單擊對話框中的“確定”按鈕，完成加工零點 定義。 （4）定義退刀面。如圖所示定義退刀面值為“10” 。目的是為了保證刀具安全，不受 損傷。 4.2 創(chuàng)建 NC 加工序列 （1）銑面。在【制造】菜單中依次選擇【加工】→【NC 序列】選項， 在序列設置中勾選名稱、刀具、參數、表面。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-33 設置參數 使用“屏幕顯示”功能，加工刀具軌跡如圖。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-34 刀具軌跡 4.3 數控程序的生成 （1）單擊“CL 數據” ，選擇 “輸出、選項一、NC 序列、1” 。 （2）選擇“文件” ，勾上“CL 文件、MCD 文件、交互、完成” ，然后選擇程序儲存 位置，我們選擇 D:\（儲存位置不能是桌面） 。 （3）在后置處理選項中勾選“全部、跟蹤、完成” ； （4）在后置處理列表中選擇 UNCXO1.P11。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-37 后置處理 （5）處理完后就能得到一下信息記錄，D :\生成的后綴為 tap 的文件就是我們所要的 文件，可以用記事本打開。如圖所示： 圖 3-38 程序 （6）依照上面的過程生成其他程序。 （7）各程序編號見如下。 4.4 加工表面的程序代碼 選用 φ63 的盤面銑刀加工 % O22 N5 G90 G40 G80 G17 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 N10 M6 T1 N15 M3 S100 N20 G0 G90 G43 Z10. N25 X-68.314 Y-101.383 N30 Z4.5 N35 G1 Z2. F400. N40 X122.108 Y-5.943 N45 X108.665 Y20.877 N50 X-81.756 Y-74.563 N55 X-95.198 Y-47.743 N60 X95.223 Y47.697 N65 X81.781 Y74.517 N70 X-108.64 Y-20.923 N75 X-122.083 Y5.897 N80 X68.339 Y101.337 N85 Z10. N90 G0 X-68.314 Y-101.383 N95 Z2.5 N100 G1 Z0. F400. N105 X122.108 Y-5.943 N110 X108.665 Y20.877 N115 X-81.756 Y-74.563 N120 X-95.198 Y-47.743 N125 X95.223 Y47.697 N130 X81.781 Y74.517 N135 X-108.64 Y-20.923 N140 X-122.083 Y5.897 N145 X68.339 Y101.337 N150 Z10. N155 M5 N160 G91 G28 Z0. N165 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N170 G90 N175 M30 % 鉆孔加工編程 制造模型又稱加工模型，一般是由參照模型和工件組裝而成。 （1）啟動 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0后，依次選擇主菜單上的【文件】→【新建】 命令，系統(tǒng)彈出如圖 3-17的【新建】對話框。在【新建】對話框的【類型】中選取【制造】 ，在【子類型】欄中選取【NC 組件】，然后【名稱】文本框中輸入 NC加工文件名“2-1”， 同時取消【使用默認模塊】復選框的勾選，最后點擊“確定”按鈕。系統(tǒng)彈出【新文件選 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 項】對話框，選擇【mmns_mfg_nc】選項，然后“確定”，進入 NC加工界面。 圖 3-17 【新建】對話框 圖 3-18【新文件選項】對話框 （2）裝配參照模型。在系統(tǒng)彈出的【制造】菜單管理器中依次選擇【制造模型】 →【裝配】→【參照模型】選項，系統(tǒng)彈出如圖 3-19所示【打開】對話框，選擇上面已經 形成的參照模型文件“czmx.prt”,然后單擊對話框中的“打開”按鈕，導入參照模型。 → → 圖 3-19 依次選擇的菜單項 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-20【打開】對話框 （3）在圖形顯示區(qū)下方系統(tǒng)彈出如圖 3-21的裝配操控板，在【自動】下拉框選擇 【缺省】選項。此時，操控板上【狀態(tài)】后面顯示為“完全約束”，然后點擊 按鈕。 接著彈出圖 3-22【創(chuàng)建參照模型】對話框，單擊“確定”按鈕，完成參照模型建立。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-21【缺省】選項 圖 3-22【創(chuàng)建參照模型 】對話框 （4）裝配工件。如圖 3-23 所示在 【制造模型】菜單中依次單擊【裝配】→【工件】 選項，系統(tǒng)彈出【打開】對話框。選擇工件模型文件“gjmx” ，然后打開，系統(tǒng)導入工件。 （5）：選擇裝配操控板上【自動】中的【缺省】選項，此時“完全約束” 。然后單擊 按鈕，完成工件裝配。接著彈出圖 3-24所示【創(chuàng)建毛坯工件】對話框，單擊“確定” ， 完成工件的創(chuàng)建。 圖 3-23 依次選擇的菜單項 圖 3-24【創(chuàng)建毛坯工件】對話框 （6）在【制造模型】菜單中選擇【完成/ 返回】選項。至此完成了制造模型的創(chuàng)建。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-25 制造模型 5.1 設置加工操作環(huán)境 （1）定義操作名稱。如圖 3-26 所示，在【制造】菜單管理器中選擇【制造設置】選 項，系統(tǒng)彈出如圖 3-27 所示 【操作設置】對話框。在【操作名稱】后下拉列表框中輸入操 作名稱“2-1” 。 圖 3-26【制造】菜單 圖 3-27【操作設置 】對話框 （2）定義工作機床。單擊【操作設置】對話框中的 按鈕，系統(tǒng)彈出如圖 3-28 所 示的【機床設置】對話框，在【機床類型】下拉框中選擇【銑削】選項，在【軸數】下拉 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 框中選擇【3 軸】選項。 圖 3-28【機床設置】對話框 （3）定義加工零點。在【操作設置】中選擇【一般】選項卡，然后單 擊【參照】分組框中的 按鈕。系統(tǒng)彈出【制造坐標系】菜單，同時信息提示“選取坐 標系” 。單擊系統(tǒng)征工具欄中的 按鈕，系統(tǒng)彈出【坐標系】對話框，按住 Ctrl 鍵，在制 造模型中選取依次 NC_ASM_FRONT、NC_ASM_RIGHT 基準平面和工件的上表面，此時 【坐標系】對話框中的設置如圖所示。最后單擊對話框中的“確定”按鈕，完成加工零點 定義。 （4）定義退刀面。如圖所示定義退刀面值為“10” 。目的是為了保證刀具安全，不受 損傷。 5.2 創(chuàng)建 NC 加工序列 （1）鉆孔。在【制造】菜單中依次選擇【加工】→【NC 序列】選項， 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 在序列設置中勾選名稱、刀具、參數、表面。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-33 設置參數 使用“屏幕顯示”功能，加工刀具軌跡如圖。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-34 刀具軌跡 4.3 數控程序的生成 （1）單擊“CL 數據” ，選擇 “輸出、選項一、NC 序列、1” 。 （2）選擇“文件” ，勾上“CL 文件、MCD 文件、交互、完成” ，然后選擇程序儲存 位置，我們選擇 D:\（儲存位置不能是桌面） 。 （3）在后置處理選項中勾選“全部、跟蹤、完成” ； （4）在后置處理列表中選擇 UNCXO1.P11。 圖 3-37 后置處理 （5）處理完后就能得到一下信息記錄，D :\生成的后綴為 tap 的文件就是我們所要的 文件，可以用記事本打開。如圖所示： 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 圖 3-38 程序 （6）依照上面的過程生成其他程序。 （7）各程序編號見如下。 % O22 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S800 N20 G0 G90 G43 Z10. N25 X-73.791 Y13.323 N30 G0 Z4.5 N35 G1 X-73.791 Y13.323 Z-18. F500. N40 Z4.5 N45 G0 X-33.425 Y-67.118 N50 G1 Z-18. F500. N55 Z4.5 N60 G0 X73.816 Y-13.368 N65 G1 Z-18. F500. N70 Z4.5 N75 G0 X33.612 Y66.846 N80 G1 Z-18. F500. N85 Z4.5 N90 G0 Z10. N95 M5 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 N100 G91 G28 Z0. N105 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N110 G90 N115 M30 % 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 總 結 通過本次畢業(yè)設計，從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計，使 我對零件設計與加工有了更進一步的認識和掌握，也了解了加工業(yè)在實際生產、 生活中的重要地位。這一個多月的畢業(yè)設計，使我對薄壁零件的加工過程有了 一定的了解，我的任務是對該零件工藝分析，編制程序和加工。 本次畢業(yè)設計讓我系統(tǒng)地鞏固了大學三年的學習課程，系統(tǒng)地鞏固了《機 械設計》 、 《機械制圖》 、 《數控編程》等許多課程。從零件產品圖的繪制到產品 的加工，在指導老師的精心指導下,完成自己的畢業(yè)設計。主要介紹了典型零件 的數控銑削加工工藝。數控銑削的工藝靈活性很大，加工方法多種多樣。通過 老師的悉心指導和自己的認真學習，刻苦分析，查閱相關資料，最終做完了畢 業(yè)設計。根據圖紙的具體要求，再結合實際加工的經驗，制定出一套加工的詳 細方案。 總之，通過本次畢業(yè)設計，我們綜合了專業(yè)了知識，更是因為在設計中， 遇到了許多的問題，得到了老師的解答，完成了工藝的設計，我從中更認識到 了自己不足之處，對于即將畢業(yè)的我來說，無疑是給了自己一個巨大的幫助， 以便在近期內鞏固所學的知識，為今后離開校園走上工作崗位奠定堅實的技術 基礎，成為一個對社會有所貢獻的人。 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 致 謝 首先，我要感謝的是本次畢業(yè)設計的指導老師：XX 老師。在本次的設計過 程中，我遇到了很多的困難和問題，劉老師給我了很大的幫助。雖然 XX的工作 很忙，但 XX仍然擠出大量時間與我們探討問題，為我們解惑答疑。XX 雖然年 紀不大，但是他的知識卻相當豐富，很多的細微的問題他一眼就能看出來并給 出合理的建議，設計中很多難點在劉老師的講解下就變的淺顯易懂。 同時，我還要感謝其他所有幫助過我的老師。雖然他們的工作都比較繁重， 但當我提出問題的時候，他們都能夠耐心地為我講解，給予了我很大的幫助。 老師們廣博的知識，豐富的經驗，嚴謹的治學態(tài)度是我學習的榜樣。在此，我 對他們表示衷心的感謝！ 在這次設計中我還要感謝我周圍的同學，設計中當我遇到困難時，他們能 夠給我提供參考資料與信息。同時一些同學富有創(chuàng)意的建議與想法也給了我莫 大的幫助，使我少走彎路，能夠順利的完成這次的畢業(yè)設計。在此，我對他們 表示由衷的感謝！ 最后，再次對所有幫助過我的老師和同學表示衷心感謝 南通職業(yè)大學畢業(yè)論文 參考文獻 ［1］顧京，王震宇．數控加工編程及操作：[M]．北京：高等教育出版社， 2003。 ［2］趙長明，劉萬菊．數控加工工藝及設備：[M]．北京：高等教育出版社， 2003。 ［3］方沂，張永丹．數控機床編程與操作：[M]．北京：國防工業(yè)出版社， 1999。 ［4］劉力，王冰．機械制圖：[M]．北京：高等教育出版社，2000。 ［5］胡荊生，胡瑞華．公差配合與技術測量基礎：[M]．北京：中國勞動社會 保障出版社，2000。 ［6］王孝達，田柏齡．金屬工藝學：[M]．北京：高等教育出版社，1997。 ［7］夏鳳芳．數控機床：[M]．北京：高等教育出版社，2005。 ［8］劉守勇，劉彥竹．機械制造工藝與機床夾具：[M]．北京：機械工業(yè)出版 社，2005。 ［9］華茂發(fā)，唐?。當悼貦C床加工工藝：[M]．北京：高等教育出版社， 2002。 色的茂密的森林，遮天蔽日，呈現鳥鳴山幽、花香襲人的宜人景色，春季路邊盛開著大朵的野生杜鵑花。穿過魯朗林海，翻越色季拉山（4702 米） ，