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1、精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工毕业设计(论文)精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工系别：专业（班级）：作者（学号）：指导教师：完成日期：目录摘 要4Abstract51 绪论61.1 本课题研究的背景61.2 数控设备的简介61.3 本论文研究的目的与意义71.4 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点72 零件图的分析102.1 图样分析102.2 零件图的分析103 数控加工的准备阶段113.1 刀具与工具的选择113.1.1 刀具的选择113.1.2 刀具参数的选择123.2 装夹方式和夹具的选择193.1.1 装夹方式193.1.2 夹具的选择194 加工工艺分析194.1 加工
2、工艺分析194.1.1 加工难点分析194.1.2 基准的选择214.2 加工工序分析214.2.1 加工工序难点分析214.2.2 加工工序的确定225程序的编制266总结44谢辞45参考文献46附录 1：数控加工工艺卡片47附录 2：数控加工工序卡片51精密复杂铣削类零件数控工艺与编程加工摘要：本文介绍了复杂铣削类零件数控工艺与编程加工，主要步骤有对零件图样进行分析，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。进行数控工艺分析时要进行多次试验以保证最优的方案。需要用到的主要机床是数控铣床和加工中心，数控铣床是现代数控技术最重要的装备。它
3、的发展是信息技术(IT)与制造技术(MT)结合发展的结果。数控技术是现代制造业中重要的组成部分，Proe是建立在现代制造技术基础上的。本文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤，并通过实例详细的介绍了数控加工工艺与编程的方法。关键字：加工工艺；数控编程；数控铣床；加工中心；ProeTechnologyandprogrammingofprecisionandcomplexpartsAbstract:ThispaperintroducestheTechnologyandprogrammingofprecisionandcomplexpart,themainstepsinclu
4、dedtheanalysisthepatternofeveryparts,determinetheprocessingprocess.Calculatethetrailoftheknife,obtainthecutterlocationdataoftheknife.ComposetheNCprogram.Manufacturethecontrolledmedium.Proofreadtheprogramandthefirsttrialcut.Inordertoensuretheoptimalsolution,theexperimentarecarriedoutforNCprocessanaly
5、sis.ThemaintoolusedtoisNCmillingmachineandcenterofmachining,theNCmillingmachineisoneofthemostimportantequipmentofmodernCNCtechnology.ThedevelopmentoftheNCmillingmachineistheresultofthedevelopmentofITandMT.TheNCtechnologyistheimportantpartofmodernmanufacturingindustry.Proeisbasedonthemodernmanufactur
6、ingtechnology.ThispaperintroducesthecharacteristicoftheNCmachinemachiningprocessanalysisandthegeneralstepsofNCprogramming.AndthemethodofprocessingtechnologyandprogrammingofNCisintroducedthroughexamples.Keywords:processingtechnic；NCprogramming；NCmillingmachine；machiningcenter；Proe1绪论1.1本课题研究的背景随着科学技术
7、的进步与发展，数控技术的应用已日趋普及，现代的数控加工技术使得机械制造过程发生了显著变化。现代数控加工技术是指高效、优质的实现产品零件特别是复杂形状零件加工的有关理论、方法与实现技术，它是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工的基础与关键技术。数控加工过程包括有给定的零件加工要求（零件图纸、CAD数据或实物模型）进行加工的全过程，一般来说，数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两方面。数控工艺与编程加工是以数控机床加工中的工艺和编程问题为研究对象的一门加工技术。它以机械制造中的工艺和编程的基本理论为基础，结合数控机床的特点，综合运用多方面的知识解决面临的数控加工中的工艺和编程问题。数控
8、工艺与编程加工的内容包括机械加工工艺和数控加工程序编制的基本知识和基本理论，典型零件加工工艺分析和数控加工程序编制的方法等。数控工艺与编程的研究宗旨是如何科学的、最优地设计加工工艺和加工程序，充分发挥数控机床的特点，实现在数控加工中的优质、高产和低耗。1.2数控设备的简介本次设计用到的主要有数控铣床和加工中心。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。数控铣床是数控加工中一类重要的机床，它能够进行铣削、钻削、铰孔、攻螺纹孔、切削螺纹等工艺过程；数控铣削加工中心则进一步具有刀库和自动换刀
9、机构，在工件的一次装夹中，可以集铣、钻、镗等加工为一体，对两个或两个以上的表面自动完成加工，生产效率高，加工质量好，适合箱体、立体曲面、型腔等非回转体的加工。数控铣削中心又有立式或卧式两种。数控铣床及其加工中心的编程有刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿和孔加工固定循环指令。1.3本论文研究的目的与意义通过本次设计，我们应基本掌握数控加工工艺的基本知识和基本理论，学会针对某一具体工件，掌握数控加工工艺设计方法；初步具有制订中等复杂程度零件的数控加工工艺和解决生产中一般工艺问题的能力。使我们了解了数控工艺与编程技术已成为现代制造系统中不可或缺的基础技术，数控工艺与编程技术的应用在制造业中日益普及，
10、极大地推动了计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、柔性制造系统（FMS），计算机集成制造系统（CIMS）与自动化工厂（FA）的发展，并已成为现今制造技术的基础和重要组成部分。通过本次设计可以使我们更加深刻的认识数控工艺与编程，现阶段发展存在的问题和需要解决的问题。1.4数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点数控加工工艺与常规加工工艺在工艺设计过程和设计原则上是基本相似的，但是数控工艺也有不同于常规加工工艺的特点。由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有自动化程度高、精度高、质量稳定、生成率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺也与常规加工工艺有一定的差异。表1-
11、1数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点数控加工工艺常规加工工艺加工工艺内容所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不近包括详细的切削加工步骤，还包括夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中还需要确定详细的各种工艺参数许多具体工艺问题，如工歩的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据自己的实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证加工工艺要求自适应较差，加工过程中可能遇到很多问题，在遇到问题必须事先精心考虑，
12、否则将会导致严重的后果。如在数控机床攻螺纹时，数控机床不知道是否已挤满试切，是否需要退刀清理切屑再继续加工常规加工工艺在加工时可以根据过程中出现的问题比较自由地进行人为调整加工工序内容在数控机床上加工零件时，工序卡片中应该包括详细的工歩内容和工艺参数等信息，在编制数控加工程序时，每个动作、没过参数都应体现其中，以控制数控机床完成数控加工。由于数控机床的运行成本和对操作人员的要求相对较高，在安排数控加工零件时一般应先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工能明显提高效率和提高质量得复杂零件。相应的工件的工艺也就复杂的多在普通机床上加工零件时，工序卡片的内容比较简单。很多内容，如走刀路线的安排、切削
13、用量的大小等，可由操作人员自行决定数学处理和编程尺寸设定值的计算编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸再简单再现，在对零件进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能合理的编程尺寸在普通机床上进行加工时就不需要或者简单的进行计算就可以了刀具的选择和进给率的选择复杂形面的加工编程通常采用自动编程的方式，自动编程中必须选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，所以对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预选不当，所编制的程序不再通用，只能重新生成程序。在数控机床中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据插补原理分析，在数控系统已经定的条件下，进给率越快，则插补精
14、度就越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显在普通机床上进行加工时，就可以根据加工时的具体情况，由操作人员进行适当调整，比较有选择性。但是在精度和质量方面不如前者。刀具的移动轨迹完全有操作者进行操作，可以用试切来完成所需要的精度要求择加工工艺的特殊要求数控机床刚度好，所配的刀具也较好，所以机床试削用量比较大，加工效率也比较高。现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，变现为工序数目少，工序内容多，并且在数控机床上尽可能安排复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂普通机床的刚性不如数控机床的好，刀具也不如数控机床的好，所以试削用量和加工效率也不高
15、。在加工时的工序没有具体的要求，只要能加工出零件，加工工序和工工工歩相对来说比较少程序的编写、校验与修改划分工序、选择设备等重要内容对数控加工工艺来说属于已基本确定的内容，所以制定数控加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件，即是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺的最大不同之处2零件图的分析2.1图样分析毛坯材料为45钢调质处理，性能比较稳定，组织细化，适宜加工。毛坯成品为厚板类件，见图。毛坯一面已铣完，且能满足图样的粗糙度要求，可以作为切削面使用。图2-1毛坯图2.2零件图的分析根据图样和技术要求分析，重要的环节有5处：1）AA视图中，孔对基准A的同轴度。2）AA视图中，孔对A基准的位置度、垂直度。3）BB视图中，对C基准的同轴度。4）BB视图中，孔对A基准的位置度，对A、B基准的垂直度。5）左视图中与接齐。图2-2零件图3数控加工的准备阶段3.1刀具与工具的选择3.1.1刀具的选择加工使用的刀具共有九把刀具，它们分别是：T01,直径为可转位面铣刀，此刀刚性较好，是精加工的主要工具。T02，直径为的直柄钻头。T03，直径为的硬质合金立铣刀，端刃不过中心，必能垂直向下进刀，此刀主要用于精加工。
