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1、（数控加工）数控铣床毕业设计漯河职业技术学院毕业设计（2013届）题目 凸件的加工 系（院） 漯河职院机电系 专业 数控技术 班级 学号 学生姓名 指导教师 张超凡老师 上交日期 2014.01.04 摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的壹些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程仍是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对壹些工
2、艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做壹些处理。且在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录第1章前言第2章 数控机床的产生和发展2.1数控机床的产生2.2数控机床的发展第3章工艺方案分析3.1零件图3.2零件图分析3.3确定加工方法3.4确定加工方案第4章工件的装夹4.1定位基准的选择4.2定位基准选择的原则4.
3、3确定零件的定位基准4.4装夹方式的选择4.5数控铣床常用的装夹方式4.6确定合理的装夹方式第5章刀具及切削用量5.1选择数控刀具的原则5.2选择数控铣削用刀具5.3设置刀点和换刀点5.4确定切削用量第6章典型轴类零件的加工6.1凸件加工工艺分析6.2凸件的加工工艺6.3加工程序的编辑第7章结束语第8章致谢词参考文献第1章前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作和自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工
4、作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程和操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学和数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位和安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及和数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。本文以和切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案
5、分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成能够指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，且能指导实际生产。第二章数控机床的产生及发展2.1数控机床的产生在机械制造工业中且不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件和小批量生产的零件（批量在10100件）约占机械加工总量的80%之上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。
6、为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要壹种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生和发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。根据国家标准，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某壹生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerizednumerical，缩写）。数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀和退刀、开车
7、和停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具和工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理和运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。2.2数控系统的发展从年第壹台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了俩个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控机的通用CNC系统。其中前三代为第壹阶段，称作为硬件连接数控，简称系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称系统。2.2机床的发展趋势数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度
8、以及方便使用、提高可靠性等。（1）工序集中20世纪50年代末期，在壹般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控机床。在加工中心机床上，工件壹次装夹后，机床的机械手能够自动更换刀具，连续的对工件进行多种工序加工。目前，加工中心机床的刀具库容量可达到100多把刀具，自动换刀装置的换刀时间仅需0.52秒。加工中心机床使工序集中在壹台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数和占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间，有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。（2） 高速、高效、高精度高速、高效、高精
9、度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三方面的发展也就更为突出。（3）方便使用数控机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。1）加工编程方便手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开发了多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能，CAD/CAM的研究发展，从技术上来讲能够替代手工编程。可是壹套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习、掌握时间较长，对大多数的简单工件很不经济。近年来，发展起来的图形交互式编程系统（WOP，又称面向车间编程），很受用户欢迎。这种编程方式不使用G、M代码，而是借助图
10、形菜单，输入整个图形块以及相应参数作为加工指令，形成加工程序，和传统加工时的思维方式类似。图形交互编程方法在制定标准后，有可能成为各种型号的数控机床统壹的编程方法。2）使用方法数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。第3章 工艺方案分析3.1零件图技术要求1去除毛刺尖角倒钝3无热处理和硬度要求3.2零件图分析该零件表面由五边形、倒角四边形、四个盲孔、壹个圆内槽等表面组成。尺寸标注完整，选用毛坯为45锻件96mm96mm，无热处理和硬度要求。3.3确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面
11、粗糙度的要求。由于获得同壹级精度及表面粗糙度的加工方法壹般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。通过之上图形数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为铣削，采用数控铣床。3.4确定加工方案零件上比较精密表面的加工，铣床常常是通过粗加工、精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，仍应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。用虎钳夹住底部，开粗到96mmX96mm高50mm的尺寸，加工表面，加工96mmx96mm四边形外形，加工90mmX90mm外形，加工五边形，加工内槽，加工盲孔该凸件加工顺序为：预备加工-开
12、粗96mmX96mm高50mm-铣面-粗铣96mmX96mm轮廓-粗铣五边形-粗铣内槽-精铣床96mmX96mm轮廓-粗铣90mmX90mm轮廓-精铣五边形轮廓-精铣内槽-钻盲孔。第4章工件的装夹4.1定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，仍能简化加工工序，提高加工效率。4.2定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统壹。
13、2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。4.3确定零件的定位基准以底面为定位基准4.4装夹方式的选择为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。4.5数控铣床常用的装夹方式采用虎钳装夹，因为虎钳滑动面及底面，经过精密研磨，平行度精准，虎钳本体使用球墨铸铁FCD60制造，抗张力强，耐磨性高，不易变形。虎钳滑动面热处理HRC45之上，保持长久耐磨精度最适合于普通铣床，C
14、NC数控铣床，机械加工，模具制造业使用。4.6确定合理的装夹方式本次采用的是壹次性装夹，用虎钳夹住20mm-30mm,合理的控制自由度。第5章刀具及切削用量5.1选择数控刀具的原则刀具寿命和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。壹般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命俩种，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。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，壹般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床和自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某壹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，为保证至少完成壹次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应
