配合件的数控加工工艺路线模板.doc

XXXXX学院毕 业 论 文论文题目： 配合件数控加工 题 目 配合件数控加工 班 级 XXXXXXX 专 业 数控技术 学生姓名 xxxxxxxxxx 指导老师 日 期 2 年 1 月 22 日目录摘要1第1章 零件结构工艺分析11.1 零件图分析11.2 确定装夹方案4第2章 制订具体加工工艺路线42.1 确定加工次序42.2 刀具选择52.3 切削用量选择62.4 确定数控切削加工工序卡7第3章 数控编程93.1 确定编程原点93.2 按工序编制各部分加工程序9结束语16参考文件17配合件数控加工摘要数控技术及数控机床在当今机械制造业中关键地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产关键手段和标志。数控技术及数控机床广泛应用，给机械制造业产业结构、产品种类和档次和生产方法带来了革命性改变。数控机床是现代加工车间最关键装备。它发展是信息技术（1T）和制造技术（MT）结合发展结果。现代CAD/CAM，FMS，CIMS，灵敏制造和智能制造技术，全部是建立在数控技术之上。数控机床是装备制造业工作母机，是实现制造技术和装备现代化基石是确保高新技术产业发展和国防军工现代化战略装备。在全球提倡绿色制造大环境下，机床数控化改造成为了热点。它包含一般机床数控化改造和数控机床升级。此次设计内容介绍了数控加工特点。经过对零件图、关键尺寸和精度分析，具体制订了数控加工工艺路线，并依据工艺工序卡进行数控编程和试切削。关键词：数控加工 工艺分析 编程第1章 零件结构工艺分析1.1 零件图分析在设计零件加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控加工应考虑以下几方面：1、组成零件轮廓几何条件在数控加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对组成零件轮廓全部几何元素进行定义。所以在分析零件图时应注意：（1）零件图上是否遗漏某尺寸，使其几何条件不充足，影响到零件轮廓组成；（2）零件图上图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；（3）零件图上给定几何条件是否不合理，造成数学处理困难。（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。2、尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度要求，以判定能否利用数控加工工艺达成，并确定控制尺寸精度工艺方法。在该项分析过程中，还能够同时进行部分尺寸换算，如增量尺寸和绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控机床铣削零件时，常常对零件要求尺寸取最大和最小极限尺寸平均值作为编程尺寸依据。3、形状和位置精度要求零件图样上给定形状和位置公差是确保零件精度关键依据。加工时，要根据其要求确定零件定位基准和测量基准，还能够依据数控机床特殊需要进行部分技术性处理，方便有效控制零件形状和位置精度。4、表面粗糙度要求表面粗糙度是确保零件表面微观精度关键要求，也是合理选择数控机床、刀具及确定切削用量依据。5、定位基准选择定位基准包含粗基准和精基准。1、粗基准选择标准：粗基准影响：位置精度、各加工表面余量大小。关键考虑：怎样确保各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间尺寸、位置符合零件图要求。（1）合理分配加工余量标准a、应确保各加工表面全部有足够加工余量：如外圆加工以轴线为基准；b、以加工余量小而均匀关键表面为粗基准，以确保该表面加工余量分布均匀、表面质量高；如床身加工，先加工床腿再加工导轨面；（2）确保零件加工表面相对于不加工表面含有一定位置精度标准通常应以非加工面做为粗基准，这么能够确保不加工表面相对于加工表面含有较为正确相对位置。当零件上有多个不加工表面时，应选择和加工面相对位置精度要求较高不加工表面作粗基准。2、精基准选择标准：（1）基准重合标准：定为基准和设计基准重合（2）基准统一标准:尽可能选择一组精基准定位，以此加工工件大多数表面工艺标准!（3）互为基准标准当一些表面位置精度要求很高时，采取互为基准反复加工一个标准（4）自为基准标准当加工面表面质量要求很高时，为确保加工面有很小且均匀余量，常见加工面本身作为基准进行加工一个工艺标准!（5）便于装夹标准此次设计中零件图图1-1，关键由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择标准，中间40孔尺寸公差为H7，表面粗糙度要求较高，可采取钻粗镗精镗方案，。两端13mm和20mm孔处没有尺寸公差要求，可采取自由尺寸公差IT11-IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采取钻13mm扩孔20mm方案；平面轮廓常采取加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中，平面和外轮廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采取粗铣精铣方案。选择以上方法完全能够确保尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。零件装配图1-11.2 确定装夹方案因为夹具确定了零件在数控机床坐标系中位置，所以依据要求夹具能确保零件在机床坐标系正确坐标方向，同时协调零件和机床坐标系尺寸依据零件结构特点，加工上表面，60mm外圆及其台阶面和孔系时可选择一面两孔定位方法，即以底面、4H7和一个13mm孔定位，图1-2所表示，选择上述装夹方法结构相对简单，能确保加工要求，便于实施 。 图1-2 第2章 制订具体加工工艺路线2.1 确定加工次序加工次序选择直接影响到零件加工质量、生产效率和加工成本。根据基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精标正确定加工次序，即粗加工定位基准面（底面）粗、精加工上表面60mm外圆及其台阶面外轮廓铣削精加工底面并确保尺寸40mm.2.2 刀具选择刀具选择是数控加工中关键工艺内容之一，它是在数控编程人机交互状态下进行。应依据机床加工能力、工件材科性能、加工工序切削用量和其它相关原因正确选择刀具及刀柄。刀具选择总标准是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求前提下，尽可能选择较短刀柄，以提升刀具加工刚性。（1）选择刀具时，要使刀具尺寸和被加工工件表面尺寸相适应。生产中，平面零件周围轮廓加工，常采取立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀，加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选择镶硬质合金刀片玉米铣刀；对部分立体型面和变斜角轮廓外形加工，常采取球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。（2）在进行自由曲面（模具）加工时，因为球头刀具端部切削速度为零，所以，为确保加工精度，切削行距通常采取顶端密距，故球头常见于曲面精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面全部优于球头刀，所以，只要在确保不过切前提下，不管是曲面粗加工还是精加工，全部应优先选择平头刀。另外，刀具耐用度和精度和刀具价格关系极大，必需引发注意是，在大多数情况下，选择好刀具即使增加了刀具成本，但由此带来加工质量和加工效率提升，则能够使整个加工成本大大降低。（3）在加工中心上，多种刀具分别装在刀库上，按程序要求随时进行选刀和按刀动作。所以必需采取标准刀柄，方便使钻、镗、扩、铣削等工序用标准刀具快速、正确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄结构尺寸、调整方法和调整范围，方便在编程时确定刀具径向和轴向尺寸。现在中国加工中心采取TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包含16种不一样用途刀柄。（4）在经济型数控机床加工过程中，因为刀具刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，所以，必需合理安排刀具排列次序。通常应遵照以下标准：尽可能降低刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行全部加工步骤；粗精加工刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格刀具；先铣后钻；优异行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能情况下，应尽可能利用数控机床自动换刀功效，以提升生产效率等。选择刀具时，要使刀具尺寸和被加工工件表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周围轮廓加工，常采取立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对部分主体型面和斜角轮廓形加工，常采取球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采取球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，所以采取环形铣刀。表2-1本设计中刀具选择：序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径 /mm备注1T01125mm硬质合金端面铣刀1铣削上下表面0.52T0263硬质合金立铣刀1铣削60外圆极其台阶面3T0338钻头1钻40底孔4T0440镗铣刀1镗40内孔表面0.225*255T0513钻头1钻2*22螺孔0.27T0725硬质合金立铣刀1铣削外轮廓0.22.3 切削用量选择切削用量包含主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本全部有显著影响。对于不一样加工方法，需选择不一样切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量标准是：粗加工时，通常以提升生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在确保加工质量前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应依据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。孔系加工切削用量见表2。该零件材料切削性能很好，铣削平面、60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB）时切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后依据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择和计算结果靠近转速）。 N=1000v/3.14D确定进给率时，依据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn背吃刀量选择应依据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8-10mm。半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm。精加工时背吃刀量取为0.2-0.4mm.表2-2孔系加工刀具和切削用量参数刀具编号加工内容刀具参数主轴转速S/（r/min）进给量f/(mm/min)背吃刀量Ap /mm0138钻孔38钻头20040190240H7粗镗镗铣刀600400.840H7精镗镗铣刀500300.2032mm*13钻孔13钻头500306.52.4 确定数控切削加工工序卡把零件加工次序、所采取刀具和切削用量等参数编入表3所表示加工工序卡中以指导编程和加工操作表2-3 数控加工工序卡单位名称产品名称代号零件名称零件图号配合件数控加工端盖工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口虎钳和一面两销XK714D数控中心工步号工步内容刀具号/mm刀具规格/mm主轴转速/mm进给速度/mm背吃刀量/mm备注01粗铣定位基准面（底面）T0112518040402粗铣上表面T0112518040403精铣上表面T01125180250.504粗铣60外极其台阶面T026336040505精铣60外极其台阶面T0263360250.506钻40H7底孔T0338200401907粗镗40H7内孔表面T0425*25600400.808精镗40H7内孔表面T0425*25500300.209粗铣外轮廓T0725900401110精铣外轮廓T07259002522第3章 数控编程数控加工工序卡已经制订完成，下面我们将根据工序卡步骤，进行数控编程，完成零件加工。3.1 确定编程原点铣床上编程坐标原点位置是任意，她是编程人员在编制程序时依据零件特点来选定，为了变成方便，通常要依据工件形状和标注尺寸基准和计算最方便标准来确定工件上某一点为坐标原点，具体选择注意以下几点：(1) 编程坐标原点应选在零件图尺寸基准上，这么便于坐标值计算，并降低计算错误。(2) 编程坐标原点应尽可能选在精度较高精度表面，以提升被加工零件加工精度。(3) 对称零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称零件，编程坐标原点应设在外轮廓某一角上。(4) Z轴方向零点通常设在工件表面。本设计选择40圆圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在工件上表面。 3.2 按工序编制各部分加工程序（1）选一个200X150X50毛坯 （2）粗铣定位基准面（底面），采取平口钳装夹，图3：在MDI方法下，用125mm平面端铣刀，主轴转速为180r/min，能够用LCYC75指令铣基准面，关键确定多个R参数：R101=5 R102=3 R103=0 R104=2 R116=0 R117=0 R118=200 R119=150 R120=0 R121=4 R122=100 R123=100 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1(3)粗铣上表面，将初铣底面反过来，（注意上表面应露出超出25mm）进行粗铣上表面，进给速度为100mm/min其它和步骤1相同。(4)精铣上表面，进给速度为25mm/min，其它同时骤1(5)粗铣60外圆及其台阶面，在手动方法下，用63平面端铣刀，主轴转速为360r/min，粗铣时横向进给率为100mm/min，纵向进给率为50mm/min，先铣一个62圆（注意刀具赔偿）每刀进4 mm，再依次将圆扩大，反复进行，直到把毛坯上多出部分全部铣掉，再进4 mm，直到把铣到20 mm处为止，形成图3形状；（6）精铣60外圆及其台阶，将粗铣时留下余量铣到，进给率应合适降低部分（7）钻4循环40H7底孔，在MDI方法下，用38钻头，主轴转速为200 r/min能够用深孔钻削LCYC 83， 其中关键R 参数：R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1（8）粗镗40H7内孔表面，使用镗刀，刀杆尺寸为25X25 mm，主轴转速为600 r/min使用LCYC85循环，其关键参数：R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100（9）精镗40H7内孔表面，主轴转速为600 r/min（10）钻2 mmX13mm螺孔，在MDI方法下，用40H7钻头，主轴转速为600 r/min。（11）粗铣外轮廓，装夹方法图4，在手动方法下，用25mm 平面立铣刀，主轴转速为900 r/min ， 主轴转速为360r/min，粗铣时横向进给率为100mm/min，纵向进给率为50mm/min，先铣一个深4 mm外轮廓（注意刀具赔偿）每刀进4 mm，再依次将圆扩大，反复进行，直到把毛坯上多出部分全部铣掉（12）精铣刀外轮廓，在手动方法下进行用25mm 平面立铣刀，主轴转速为900 r/min ，在Z轴方向不分层，一次铣到位。 具体编程以下铣底面，用125应质合金端面铣刀 LI001 N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110R121=4 R122=100 R123=50 R124=1R125=1 R126=2 R127=1N50 LCYC75N60 G00 Z40 N70 M30用125应质合金端面铣刀 LI002N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110R121=4 R122=100 R123=50 R124=1R125=1 R126=2 R127=1N50 LCYC75N51 M30换刀，用63应质合金立铣刀，对刀N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N55 G00 Z20 T2D2N60 G00 X30 Y30 G41N70 G01 Z-9N80 G02 X30 Y30 CR=30N90 G01 Z-13N100 G02 X30 Y30 CR=30N105 G01 Z-17N110 G02 X30 Y30 CR=30N120 G01 Z-18.5N130 G02 X30 Y30 N140 G01 Z-19 N150 G02 X30 Y30 CR=30N160 G00 Z5N165 M30换刀，换38钻头，对刀N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N170 G00 X0 Y0 G40 T3D1 R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1N180 LCYC83N185 M30换刀，换40H7镗孔刀，对刀N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO XO YON190 G00 Z10 T4D1R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100N200 LCYC85N205 M30换刀，换13钻头.对刀N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N210 G00 X80 Y0 R101=5 R102=3 R103=0 R104=22 R105=1107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1N220 LCYC83 N230 G00 X-80 Y0N240 LCYC83 N250 G00 Z20N260 G00 X91 Y0 G42N270 G01 Z-23 N280 G02 X91 Y0 CR=11N290 G01 Z-27 N300 G02 X91 Y0 CR=11N310 G01 Z-31 N320 G02 X91 Y0 CR=11N330 G00 Z5N340 X-91 Y0N350 G01 Z-23 N360 G02 X91 Y0 CR=11N370 G01 Z-27 N380 G02 X91 Y0 CR=11N390 G01 Z-31 N400 G02 X91 Y0 CR=11N410 G00 Z5M30换刀，换25硬质合金立铣刀，换图5装夹方法，对刀N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO X0 Y0N420 G00 X69.24 Y-17.11 G42N430 G01 Z-10N440 G03 X69.24 Y17.11 CR=20N450 G01 X13.87 Y46.6N460 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30N470 G01 X-69.24 Y17.11N480 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20N490 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30N500 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30N510 G01 X69.24 Y-17.11N520 G01 Z-15N530 G03 X69.24 Y17.11 CR=20N540 G01 X13.87 Y46.6N550 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30N560 G01 X-69.24 Y17.11N570 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20N580 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30N590 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30N600 G01 X69.24 Y-17.11N610 G01 Z-20N620 G03 X69.24 Y17.11 CR=20N630 G01 X13.87 Y46.6N640 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30N650 G01 X-69.24 Y17.11N660 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20N670 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30N680 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30N690 G01 X69.24 Y-17.11N700 G01 Z-25N710 G03 X69.24 Y17.11 CR=20N720 G01 X13.87 Y46.6N730 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30N740 G01 X-69.24 Y17.11N750 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20N760 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30N770 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30N780 G01 X69.24 Y-17.11N790 G01 Z-28N800 G03 X69.24 Y17.11 CR=20N810 G01 X13.87 Y46.6N820 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30N830 G01 X-69.24 Y17.11N840 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20N850 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30N860 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30N870 G01 X69.24 Y-17.11N880 G00 Z20 M30结束语经过本课题设计，我对数控加工整个过程有了较全方面了解。经过设计中选择刀具，我对数控工具系统特点和数控机床刀具材料和使用范围有了较深刻了解，基础掌握数控机床刀具选择方法；经过设计加工工艺方案，深入了解工件定位基础原理、定位方法和定位元件及数控机床用夹具种类和特点，对教材中相关定位基准选择标准和数控加工夹具选择方法有了更深了解；经过编制零件加工程序，基础熟悉数控编程关键内容及步骤、编程种类、程序结构和格式，对数控编程前数学处理内容、基点坐标、辅助程序段数值计算有了深入认识。工艺设计、数值计算及程序编制整个过程即使任务比较繁重，但在设计过程中经过自己不停学习，尤其是自主学习，和实践和试验，我克服了很多难题，这种成就感使感到十分喜悦和兴奋。经过本设计实践，我真切体会到理论和生产实践相结合。教材中学到很多知识在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了部分意想不到问题，在工艺方案确定后，加工程序也经过数次调整、修改才最终完成了零件加工。看到自己加工出合格零件，我对我自己和我所学专业愈加充满了信心。经过多个月努力，我毕业设计最终完成，我学到了很多，学会了怎样和同学、老师沟通，学会了和同学配合完成任务，学会了怎样利用图书、网络搜集信息等等。参考文件1数控技术毕业设计指导.杨良根.吴青松.何世松主编.北京：北京理工大学出版社.2数控加工工艺.庞浩.李文星主编.北京：北京理工大学出版社.3数控加工技术基础.韩志宏、揭晓主编.北京：电子工业出版社.4模具数控加工技术.刘志宏主编.大连：理工大学出版社.5数控编程.刘立、丁辉主编.北京：北京理工大学出版社.6机械CAD/CAM应用技术.杨兵主编.北京：冶金工业出版社.7机械制造（）.刘谨主编.北京：机械工业出版社，.8 数控技术原理及应用.李恩林主编.北京：国防工业出版社.重印.毕业设计成绩评定表专业班级姓 名设计题目指导老师初审成绩评定内容设计选题界面设计程序代码开发文档写作规范完成情况科研能力应用价值总分数成绩评分标准10分10分10分10分10分20分10分20分100分实际评分评阅老师评阅成绩评定内容设计选题界面设计程序代码开发文档写作规范完成情况科研能力应用价值总分数评分标准10分10分10分10分10分20分10分20分100分实际评分答辩成绩评定内容仪态仪表语言写作规范完成情况科研能力应用价值创新见解答辩效果总分数评分标准10分10分10分10分10分20分10分20分100分实际评分评语指导老师评语：评阅老师评语：答辩小组评语：指导老师 _ 年 月 日评审老师 _ 年 月 日答辩责任人_ 年 月 日