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1、技术学院技术学院毕毕 业业 设设 计计题目典型数控铣零件工艺分析及程序编制系别 机电工程系 专业 机电一体化技术 班级 机电 姓名学号0441 指导教师日期 2011 年 9 月 济源职业技术学院毕业设计设计任务书设计任务书设计题目：设计题目：典型数控铣零件工艺分析及程序编制设计要求设计要求：第一：熟悉数控铣床结构及加工性能第二：零件图的分析及确定加工内容第三：AUTO CAD 图形的绘制第四：三维图形的绘制第五：选定加工设备第六：切削用量及刀具选择、装夹第七：制定零件的加工工艺路线第八：编写程序，完成加工操作设计进度要求：设计进度要求：第一周 搜集资料和前期准备工作第二周 零件的工艺分析第三
2、周 零件的尺寸计算第四周 整个零件工艺尺寸的计算部分第五周 校核、修改、成文和定稿第六周 电子稿的输入和排版第七周 毕业答辩 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计I摘 要质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品是国民经济各个部门迫切需要的，伴随着科学技术和工业生产的飞速发展，产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。数控加工效率高、质量好、加工精度高，数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的，如今数控技术已广泛应用于化工生产、石油精炼、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。近代大工业生产中，机械加工工艺过程的自动化是提高产品
3、质量和生产率的重要措施。数控机床的诞生，较好解决了精密复杂多品种单件或小批量机械零件加工自动化的问题。为了能充分发挥、利用数控机床的各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效的工作，在这里选择了一件最适宜在数控机床上进行加工的零件作为设计，并严格按照毕业设计要求，进行包括数控加工工艺分析、数控刀具及切削参数的选择、工件装夹方式与数控夹具的选择、程序编制中的数字计算、数控加工程序的编制等。本设计主要介绍数控加工技术概述、数控加工的铣削基础、数控加工工艺设计及数控加工工艺文件、数控加工的工具系统、数控加工夹具、典型形状零件的数控加工工艺、数控铣削的加工工艺。由于本课题所选的零件属于板类零件，二维加工，
4、而且内、外轮廓的几何要素都是由直线和圆弧组成的，故采用手工编程方式即可完成全部数控编程任务。这样既及时又经济，同样能达到预期的效果。另外，为了检验手工编程的实际效果，在这里还采用了数控仿真技术来及时校验整个程序的加工效果。关键词：工序确定，数控编程，工艺分析，数控加工济源职业技术学院毕业设计II目 录设计任务书设计任务书.I摘 要.II1 国内外的研究现状.11.1 数控铣的研究 .12 数控铣削加工工艺分析.32.1 加工零件图 .32.2 零件的结构工艺性分析.32.3 毛胚的确定.52.4 零件的技术要求.63 机床以及夹具的选择.73.1 机床以及系统的选择 .74 零件加工工艺分析.
5、104.1 工序的划分及加工顺序的安排.104.2 刀具的选用 .134.3 切削用量的确定 .144.4 数控加工工序卡片 .145 程序的编制.165.1 自动编程 .165.2 手动编程 .16致 谢.20参考文献.21济源职业技术学院毕业设计01 国内外的研究现状1.1 数控铣的研究数控铣的研究1.1.11.1.1 国外的研究现状国外的研究现状1947 年为了精确地制作直升机的叶片样板，美国密执安州特拉弗斯城帕森公司的帕森提出了用电子装置控制坐标镗床的方案。1949 年美国空军后勤司令部为了在段时间内能制造出变更基础设计的火箭发动机零件与帕森公司合作，并选择麻省理工学院伺服机构研究所为
6、协作单位，经过三年的时间努力于 1952年研制成功了基于电子管和继电器的机床数控装置，用于控制三坐标立式铣床，它标志着第一代数控系统电子管数控系统的诞生。世界上第一台数控机床由美国帕森斯公司与麻省理工学院合作研制。1952年公开展示。数控机床的发展先后经历了五代。第一代：电子管（1952 年）第二代：晶体管（1959 年）第三代：小规模集成电路（1965 年）第四代：大规模集成电路及小型计算机（1970 年）第五代：微处理机或微型计算机（1974 年）有代表性的数控公司有日本的法拉克公司、德国的西门子公司、美国的 A-B 公司、西班牙的发格公司、法国的 NUM 公司等。数控铣零件的工艺分析与程
7、序的编制在国外有很大的改进与创新。今年来国际上对零件的要求是越来越高，在精度方面更是苛刻，数控铣作为平面、曲面、和各种箱体类零件的加工，和新产品的样板的制作中发挥着重要的作用在数控铣中工艺的好坏可以决定零件的精度和表面粗糙度，在零件的加工中不断的寻求新工艺，新技术，做出更高质量的零件。在当今的数控加工的程序编制中也需要不断的革新，在新世纪不仅要求有好的质量，工厂需要取得较好的效益，加工效率也是一个重要的因素。一段合理简洁的数控程序不但可以提高生产效率，对机器、刀具的损害也是可以降低的。1.1.21.1.2 国内的研究现状国内的研究现状目前自动编程软件主流的有 UG、PRO/E、MASTERCA
8、M 等。在一些复杂表面的加工中经常是要用到自动编程的，手动编程已经不能满足要求。同时自动编程也给了我们很大的方便，软件强大的绘图功能以及辅助制造功能让三维空间的零件加工变得简单，在精度方面也能达到很高的要求。手动编程虽然已经很少用到了，但是手动编程是编程的基础。在一些简单的平面图形铣削中还是起这相当的作用，尤其是宏程序的使用让一些手动编程的程序变得极为简单明了。济源职业技术学院毕业设计1在当今的数控加工中，数控铣扮演了重要的角色，在这里我们使用数控铣床加工零件，如一些平面及曲面类零件，数控铣在箱体零件的加工中发挥着重要的作用。数控铣加工有手动编程加工和自动编程加工，手工编程一般使用在零件比较简
9、单的程序简单的加工中。自动编程用于零件复杂，如一些曲面加工中。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样要求的合格零件，同时应能使数控机床发挥出相应功能，以使数控机床能够安全、可靠及高效的工作。轮廓铣削加工路线的分析：对于里啊你铣削轮廓。特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量避免交接处重复加工，否则会出现明显的痕迹。用圆弧方式铣削外圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后不要在切点处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向退出，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面相撞，造成工件报废。铣削内圆时，也要遵守从切向切入的原则，安排切入、切出过渡圆弧。曲面加工的加工路
10、线的分析：对于辩解敞开的直纹曲面，加工时经常采用球铣刀进行“行切法”加工，即刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行，行间距按零件加工精度要求而确定。孔系加工的路线的工艺分析：对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向见习带入，直接影响位置精度。进入 21 世纪 90 年代以来，我国数控系统的各个方面研究力量在集中优势、突破关键、一我为主、发展产业的原则基础上，逐步形成了以航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控等以生产普及型数控系统为主的国有企业，以及北京一发那科、西门子数控（南京）有限公司等合资企业的基本力量。而数控机床的发展在 20 世
11、纪 80 年代也在西方国家得到了十分重视，国家科技攻关开发自主产权数控系统也已经成为数控机床的产业奠定了良好的基础，并取得了长足的进步。 “九五”期间数控机床发展已迈入实现产业化的阶段。新开发的国产数控机床大部分达到了国际 20 世纪80 年代中期水平，部分达到 20 世纪 90 年代水平，在技术上取得了突破，如高速株洲的制造技术、快速进给、快速走刀。柔性制造等，为下一代国产数控机床的发展奠定了基础。济源职业技术学院毕业设计22 数控铣削加工工艺分析2.12.1 加工零件图加工零件图图 2.1 零件基本尺寸参照2.22.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析零件的尺寸标注图样图所示，此零
12、件的端面及外轮廓的粗糙度是 3.2，加工过的端面粗糙度是 6.3，矩形槽设置的极限偏差为 0+0.052mm,半圆形槽的济源职业技术学院毕业设计3极限偏差设置为 0+0.043mm，同一基准标注方法以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸，它适应数控铣床加工的特点，即便与编程，也便于保持设计工艺，测量基准与编程原点设置的一致性。由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，构成零件轮廓的几何元素（点，线，面）的相互关系（如相切，相交，垂直和平行等）应明确，各种几何要素的条件要充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸，尺寸的标注应方便编程等。保证零件的加工精度要特别注意：过薄的底板的厚度公差，由于加工时产生的切削力及薄板的弹性变形易使切削面发生震动，薄板的厚度尺寸公差难以得到保证，薄棉粗糙度值也将增大。对于面积较大的薄板，当厚度小于 3mm 时，应在工艺上充分重视。零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性可使零件加工容易，节省工时和材料。较差的结构工艺性，会使零件加工困难，浪费工时和材料，有时甚至会使零件无法加
