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1、分类号郑州电力高等专科学校毕 业 设 计（论 文）题目：大空间旋转喷头的数控加工工艺设计编程与加工并列英文题目：The design and NC machining ofautomaticfire extinguishingsystem摘要 随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域,尤其在机械制造业中应用十分的广泛。而中国作为一个制造业的大国，掌握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。 本文开篇主要介绍了数控技术的现状及其发展的趋势， 紧接着对数控铣削加 工工艺做了简要的介绍，使对数控铣削加工工艺有了一个总体的了解。接下来主 要是对具体零件的加工工艺的分
2、析，然后用西门子 840D 仿真软件指令进行数控编程和仿真加工，最终根据所编写的程序在数控机床上加工出对应的产品。 ABSTRACT As the development of computer technology , the Numerical Control Technology has been widely applied to various fields of industrial control ,especially in engineering industry .And china is a big country in manufacturing, so more an
3、d more Chinese master the knowledge of numerical control processing and programming technology is very important. At first, this paper mainly introduces the status of NC and the development trend. Subsequently the NC milling process has been made a brief introduction and make people master the knowl
4、edge in general. The next part is analysis the processing of specific of specific parts, then use the Siemens 840D CNC simulations software instructions for programming and simulation processing Finally, According to the program ,machining the corresponding products Keywords NC，milling machine ，NC p
5、rocessing， programmer.目录第一章：前言3第二章： 数控铣削加工工艺分析42.1零件的工艺分析42.2装夹方案的确定52.3数控加工刀具62.4切削用量的确定92.5切削液的选择102.6进给路线的确定112.6.1铣削加工路线的确定112.6.2孔加工路线122.7加工阶段的划分132.8工序的划分132.8.1工序划分原则132.8.2工序划分的方法142.9工艺文件的制定15第三章：零件铣削加工工艺分析153.1要加工零件简介153.2分析零件图确定加工基准163.3 确定加工方法和加工路线203.3.1 选择加工方法203.3.2确定加工路线213.4 选择切削用量
6、213.5选择刀具22第四章 旋转型消防喷头的数控加工234.1 喷头进水管的数控加工234.1.1 零件图分析234.1.2 零件的精度分析244.1.3 毛坯的选择244.1.4 夹具的选用244.1.5 刀具的选择254.1.6 冷却液的选择264.1.7 加工工艺方案制定274.1.8 数控加工工序卡片274.1.9 数控加工程序的编制29第五章 工装夹具的设计355.1夹具分析355.1.1夹具的分类355.1.2使用夹具的目的36总结39参考文献41第一章：前言数控加工主要有以下几个特点：(1) 自动化程度高，具有很高的生产效率。 除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自
7、动完成。若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节。数控加工减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件；省去了划线、检测等工序及其辅助操作，有效地提高了生产效率。 (2)对加工对象的适应性强。 改变加工对象时，除了更换刀具和改变毛坯的装夹方式外，只需重新编程即可，不需要作其他任何复杂的调整，从而缩短了生产准备周期。(3)加工精度高，质量稳定。 加工尺寸精度在 0.0050.01 mm 之间，不受零件复杂程度的影响。由于大部分操作都由机器自动完成，因而消除了人为误差，提高了批量零件尺寸的一致性，同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置，更加提高了数控加工的精度。 (4) 具有加工复杂形状零件
8、的能力。 复杂形状零件在飞机、汽车、造船、模具、动力设备和国防工业等制造部门的产品中具有十分重要的地位，其加工质量直接影响整机产品的性能。数控加工的任意可控性使其能完成普通加工方法难以完成或者无法进行的复杂型面的加工。 第二章： 数控铣削加工工艺分析2.1 零件的工艺分析 （1）零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则 零件图的尺寸标注方法应适应数控加工的特点。在数控加工的零件图上，应该以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这样的标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保证设计基准、工艺基准、检查基准与编程原点设置 的一致性方面带来很大的方便。构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。对零件进行
9、手工编程时，要计算每个节点的坐标。 因此在分析零件图时，要充分分析几何元素的给定条件是否充分。 （2）要彻底读懂零件图样 零件图样的尺寸是否标注全，有无漏、多尺寸的情况，有无封闭尺寸，尺寸的标注方法是否方便编程，零件的结构是否表示清楚了，视图是否完整，各几何元素间的相互关系（如相切、相交、垂直、平行等）是否明确。 （3）要分析透零件的加工工艺性 研究零件的被加工表面是否适合于数控铣床加工，被加工表面是否太厚，内转接圆弧 R 是否太小。当 R 小于 0.2H（H 为被加工内轮廓面的 最大高度）时，其加工的工艺性不好。即刀具被迫采用小直径的使其刚性变差， 需要采用多次分层切削加工。 当被加工表面的
10、凹圆弧尺寸较多时，应该尽量统一，以减小使用的铣刀的数量，保证零件表面光滑。否则，在进行切削的时候，在接刀处会留下较多的刀痕，最终影响了表面的加工质量。零件被加工的底面与侧面相交处的圆角半径是否太大，当刀具圆角半径 r 越大时，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效率也就越低，应该尽量的避免。 （4）要研究分析零件的精度 零件的精度（尺寸、形状、位置）是否能够保证， 表面质量是否保证。根据精度、表面质量来决定是否采用粗铣，还是精铣，以及 是否要多次进给。 （5）要研究分析零件的定位精度 零件上如果有统一的定位基准，便可保证零件在多次装夹定位后各加工表面之间的位置精度。其定位基准能够保证零件定位稳定可靠
11、，便没有基准不重合的误差。 2.2 装夹方案的确定 （1）定位基准的选择 在选择定位基准时，应当尽量控制装夹的次数，尽量做到在一次安装中能够把 零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择零件上不需要铣削加工的表面或 者孔作为定位基准。对于薄壁的零件，选择的定位基准应该有利于提高加工的刚性，以减小切削变形。并且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸 精度的影响。 （2）夹具的选择 在选择夹具的时候有两个基本的要求。一：要保证夹具的坐标方向与机床 的坐标方向相对的固定；二：要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、 可调试夹具及其它通用夹具， 来缩短生产准
12、备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采用专用夹具，来提高效率。在选择夹具时还要保证零件的装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应 不妨碍机床对零件各表面的加工。2.3、数控加工刀具刀具的选择是数控加工工艺中的主要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工的质量。数控机床在选用刀具时，通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。数控机床对刀具的要求比普通机床要高、除了要求较好的刚性和尺寸稳定性、较长的寿命、良好的切削性能外，还要求安装调整方 便。选择刀具时，还要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应，即选择的刀具的几何形状应依据加工曲面的具体情况而定（1）刀具选择的基本要
13、求刀具的刚性要好 为提高生产效率而采用大切削用量时，需要刚性好的刀具，刚性差的刀具在大切削用量时很容易断刀。要保证被加工表面的形状精度，用刚 性差的刀具在大切削力的作用下，会产生变形而形成让刀，使加工的型面出现斜面。当被加工的零件表面的加工的余量不一样的时候，若采用刚性好的刀具就可 以不必换刀，从而减少了换刀次数。刀具的耐用度要高。由于数控铣床靠程序来控制精度，刀具如果磨损很快，则被加工零件的尺寸精度和型面精度就很难保证， 故要用耐用度高的刀具。同时，刀具参数、几何角度、排屑性能等因素也要综合的考虑。（2）数控加工刀具材料高速钢。 它含有 W 、Cr、Mo、Co 等元素。它不仅可以用来制造钻头
14、、铣刀，还可以用量制造齿轮刀具、成形铣刀等复杂刀具。但由于其允许 的切削速度较低（50m/min），所以大多用于数控机床的低速加工。硬质合金。硬质合金是有硬度和熔点都很高的碳化物（WC TiC 等） ，用 co mo 做粘结剂制成的粉末冶金产品。在中速和大切削中发挥出优良的切削性能。 常用的硬质合金有钨钴合金、钨钛合金等，陶瓷是含有金属氧化物和氮化物的无机非金属材料。陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐磨性好、化学性能稳定性好、摩擦因素低、价格低廉等优点。立方氮化硼（CBN） 。CBN 是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性仅次于金刚石，有极好的高温硬度，与陶瓷材料相比，其耐热性和化学稳定性稍差，但
15、冲击韧度和抗破坏性能较好。 （3）铣削加工刀具 在选择铣刀时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。 在加工时，对于平面零件的周边轮廓常采用立铣刀。铣削平面时常采用面铣刀。在选择铣刀时应该注意以下几点：刀具半径 r 应该小于零件内轮廓面的最小曲率半径（一般为其 0.80.9 左右）；零件的加工高度 H 小于等于（1/41/6）r，以保 证刀具具有足够的刚度；对不通孔或深槽，选取 L=H+(510)mm,其中L为刀具切削部分的长度，H为零件的高度；加工外型及通槽时，选取 L=H+R+(510)mm,其中R为刀尖角半径。在用面铣刀铣削表面时，粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削时切削力大，选择小直径的铣刀可以减小切削力矩。精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件的整个表面加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻 两次进给之间的接刀伤痕。在铣削立体型面和变斜角轮廓外形时,常用球头铣刀、环形刀、鼓形刀和盘 铣刀等。球头铣刀和环形刀用于加工立体面，鼓形刀和锥形刀用于加工一些变斜 角的零件。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦的部分时，刀具以球头 顶端刃切削，切削条件较差，因而应该采用
