1、精品文檔遼寧工程技術大學 課 程 設 計題 目：數控銑削加工工藝設計與編程加工班級：機械11-4 姓名：宋士彬指導教師：孫遠敬 完成日期：2021.1.29 摘 要數控技術的應用不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造成為了工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷開展和應用領域的擴大，它對國民生計的一些重要行業的開展起著越來越重要的作用。本文介紹了數控銑削中心的結構與原理，然后就典型凸臺類零件加工方法以及加工工藝和程序進行了詳細的說明。 關鍵詞：加工中心； 典型零件； 加工工藝；程序ABSTRACTThe application of numerical control technology n

2、ot only brought revolutionary change to traditional manufacturing，Make manufacturing has become the symbol of the industrialization, and with the continuous development of numerical control technology and application field expands, it to some of the important national life is playing a more and more

3、 important role in the development of industry. This paper introduces the structure and principle of CNC milling center, then the typical convex parts machining method and machining process and procedure in detail. Keywords: Machining center; Typical parts; The processing technology; The program目 錄一

4、.設計說明2二.圖樣分析21. 圖面分析22精度分析3 (1)尺寸精度 32形位精度33外表粗糙度3三.工藝分析及處理31數控銑削加工零件與加工41機床與毛坯42數控銑削加工分析42數控銑削加工工件的安裝方式43.數控銑削加工刀具51刀具的選用54.數控銑削加工工序71數控銑削加工工序的劃分72工步順序的安排原那么73工序順序的安排原那么7四.加工用量的選擇與確定9五.編程參數的計算91 切削參數的選擇91 主軸轉速n92 進給速度 (f) 93切削深度和切削寬度92 基點的計算 9六.編程加工101建立工件坐標系102程序編制的原那么113數控加工程序編制11一.設計說明根據如圖1所示的零件

5、圖，通過圖樣分析、工藝分析、加工用量的選擇、程序的編制完成工件的數控程序設計。圖1零件圖1. 工件外表去毛倒棱2. 加工外表粗糙度側平面及孔Ra1.6m.底平面為Ra3.2m 3. 材料45鋼圖2立體圖二.圖樣分析在圖樣分析中，首先要正確分析零件圖，確定零件的加工部位與順序，并根據零件圖的技術要求，分析零件的形狀、基準面、尺寸公差和粗糙度要求等。1.圖面分析如圖1-1所示的零件是典型的方圓結合類零件，通過對此零件圖的分析可知道：此零件的外輪廓圓臺、正方圓弧凸臺、三角凸臺，中心有一個通孔。雖然該零件軌跡曲線不太復雜，但有著嚴格的幾何精度要求，必須保證其尺寸精度和幾何精度，所以加工難度較大。 2精

6、度分析(1)尺寸精度 如圖1-1所示的零件中精度要求較高的尺寸主要有四方體尺寸加工誤差為0.03mm、六邊形和整圓尺寸的加工誤差為0.04mm、 深度尺寸為0.05mm、孔的尺寸為10H8等。對于尺寸精度要求，主要通過加工過程中的精確對刀，正確選用刀具的磨損量和正確選用適宜的加工工藝等措施來保證。2形位精度 如圖1-1所示的零件中主要的形位精度有四方體、六方體、整圓相對于外形中心線的對稱度，加工外表相對于工件底平面的平行度等。對于形位精度的要求，在對刀精確的情況下，主要通過工件在夾具中的正確安裝等措施來保障。3外表粗糙度 如圖1-1所示的零件中，所加工外表底面的外表粗糙度R3.2m，所加工外表

7、側平面和孔的外表粗糙度要求均為R1.6m。對于外表粗糙度要求，主要通過選用正確的粗、精加工路線，選用適宜的切削用量等措施來保證。加工完成后需要進行清根操作，同時還要對整個零件進行手動去毛倒棱，自檢自查。三.工藝分析及處理數控銑削加工工藝的實質，就是在分析零件精度和外表粗糙度的根底上，對數控銑削的機床選擇、毛坯選擇、加工方法、裝夾方式、切削加工進給路線、刀具選擇以及切削用量等工藝內容進行正確而合理的選擇。1數控銑削加工零件與加工1機床與毛坯如圖1-1所示的零件選用的機床為FANUC-0i系統的數控銑床，毛坯材料選用45鋼，尺寸為80mm*35mm的圓鋼。2數控銑削加工分析為了保證零件的各項精度需

8、求，本工件采用對整個零件進行先粗加工，在精加工的加工方案。粗加工主要用于去除工件余量，對于粗加工后的精加工余量，在保證加工余量的根底上，應盡量減少精加工余量。粗加工時，應以保證加工效率為主，因此粗加工一般使用大直徑刀具。數控銑床加工零件時，粗加工和精加工一般采用順銑即左刀補的加工方式。2數控銑削加工工件的安裝方式由于該工件為單件加工，所以在加工過程中選用通用夾具進行定位與裝夾。根據加工要求選用三爪卡盤為夾具，工件裝夾后，首先找正工件側母線與主軸方向平行，然后找正工件中心，并將該點設為工件坐標系的原點。夾具的要求，在數控銑削加工過程中，夾具是用來裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度

9、，并盡可能做到裝卸方便、快捷。選擇夾具時應優先考慮使用通用夾具，使用通用夾具無法裝夾、或者不能保證被加工工件的定位與加工工序的定位精度時，才采用專用夾具，專用夾具的定位精度較高，本錢也較高。對于本設計凸臺類零件銑削加工的夾具選擇三角卡盤。3.數控銑削加工刀具在零件加工中，刀具的選擇是一項非常重要的工藝內容。刀具選擇的好壞，將直接影響到工件的精度和質量。在加工時，主要根據工件材料、工序內容、機床的加工能力等。傳統的機床加工對刀具的要求比擬低，而數控機床對刀具的要求那么特別高。現代數控機床轉速高，加工精度高，加工性狀多種多樣，而且加工的很多的零件的部位都是微細窄小外表，需要的刀具很小，因此，數控機

10、床上的刀具就要有很高的要求。數控機床刀具一般要有高的強度、高剛度、高耐熱耐磨性和硬度。在加工時要仔細選擇刀具。在數控銑床上，銑削零件側面時一般用高速鋼圓柱立銑刀，銑削上外表時多用硬質合金端面銑刀，加工溝槽時一般用硬質合金立銑刀，而對于一些底面圓或圓弧型的溝槽要用球頭銑刀，鉆孔時一般用的是高速鋼鉆頭。數控銑削外表時一般速度較高。1刀具的選用數控機床必須有與其相適應的切削刀具配合，才能充分發揮作用。數控加工中所用的刀具，必須適應數控機床所特有的工作條件，才能與機床在最正確配合條件下工作，從而充分發揮數控機床應有的作用。由于數控機床具有多把刀具連續生產的特點，如果刀具設計、選擇使用不合理，就會造成斷

11、屑、排屑困難或刀刃過早磨損而影響加工精度，甚至發生刀刃破損而無法進行正常切削，產生大量廢品或被迫停機，數控機床所用刀具不僅數量多，而且類型、材料、規格尺寸及采取的切削用量和切削時間也不相同，刀具耐用度的相差很懸殊。因此，在選用數控機床的刀具時，必須考慮到與刀具相關的各種問題。數控機床對刀具的要求：1)適應高速切削要求，具有良好的切削性能2)高的可靠性3)較高的刀具耐用度4)高精度5)可靠的斷屑及排屑措施6)精確迅速的調整7)刀具標準化、模塊化、通用化及復合化對于本設計凸臺類零件銑削加工的刀具及其參數選擇見表2。在刀具的選用中，粗加工選用直徑較大的刀具，本零件加工中選用16mm的立銑刀進行加工，

12、為減少換刀次數，粗、精加工中采用同一種刀具。 這個零件先用16mm的立銑刀、9mm的鉆、16mm的立銑刀進行粗銑，再用16mm的立銑刀進行精銑，用2.5mm的鉆鉆定位孔，用10mm的鉸刀對定位孔進行精加工。數控刀具明細表如表2表2 數控刀具明細表及數控刀具卡零件圖號零件名稱材料數控刀具明細表程序編號車間使用設備 45#鋼數控銑床刀具號刀位號刀具名稱刀具換刀方式加工部位直徑長度手動/自動設定補償設定T11號刀位16mm立銑刀20mm10.220手動外形輪廓T22號刀位2.5mm鉆14.5mm15手動中心孔定位T33號刀位9mm鉆頭10mm525手動鉆孔T44號刀位10H8鉸刀8.5mm12手動鉸

13、孔T55號刀位16mm立銑刀9mm12手動外輪廓編制審核批準第1頁共1頁表3工藝過程卡零件名稱零件材料毛坯種類毛坯硬度毛重/kg凈重/kg45#鋼工序號工序名稱設備名稱及型號夾具進給量(mm/r)主軸轉速切削速度冷卻液1粗銑外形輪廓數控加工中心三爪卡盤0.25mm/r600r/min113m/min乳化液2中心鉆定位數控加工中心三爪卡盤0.025mm/r2000r/min376m/min乳化液3鉆孔數控加工中心三爪卡盤0.1mm/r600r/min18m/min乳化液4鉸孔數控加工中心三爪卡盤0.1mm/r1000r/min31m/min乳化液5精銑外形輪廓數控加工中心三爪卡盤0.1mm/r1

14、000r/min251m/min乳化液6手動去毛倒棱，自檢自查4.數控銑削加工工序1數控銑削加工工序的劃分以一次安裝能夠進行的加工為一道工序以一個完整的數控程序能夠連續進行加工的內容為一道工序以零件的類同結構內容使用一把刀具進行加工為一道工序以粗加工、精加工劃分工序2工步順序的安排原那么先粗后精先近后遠內外交叉保證工件加工剛度原那么同一把銑刀盡量連續加工原那么。3工序順序的安排原那么先加工定位面，即前道工序的加工能夠為后面的工序提供精加工基和適宜的裝夾外表。制定零件的整個工藝路線實質上就是從最后一道工序開始從后往前推，按照前道工序為后道工序提供基準的原那么來進行安排。先加工平面后加工孔，先加工

15、簡單的幾何形狀，后加工復雜的幾何形狀。對于零件精度要求高，粗、精加工需要分開的零件，先進行粗加工，后進行精加工。以相同定位、夾緊方式安裝的工序，應該連續進行，以便減少重復定位次數和夾緊次數。加工中間穿插有通用機床加工工序的零件加工，要綜合考慮合理安排加工順序。對于本設計凸臺類零件銑削加工的工序安排見表3。通過一次工件的加工可以發現，只有不斷的進行設計分析，不斷的總結，才能更好的完善零件加工的流程，加工出更加標準的工件。數控銑削加工分十一步切削進行加工，工序如下:1)粗銑外型輪廓：采用 16mm的立銑刀，粗銑加工內外型輪廓，單邊留精加工余量0.3mm。2)定位孔加工：采用2.5mm的中心鉆，對1

16、0H8的定位孔定位。3)鉆孔加工 ： 采用9.8的標準麻花鉆，對前一步加工成型的定位孔進行鉆孔加工，加工深度為35mm。4)鉸孔加工： 采用10H8的鉸刀，對圖中 10H8的孔進行鉸孔加工5)精銑外型輪廓：采用16mm的立銑刀，精銑加工外型輪廓成型到達要求6清根數控加工工序卡和切削用量選擇見表4。表4 數控加工工序卡單位數控加工工藝卡產品名稱或代號零件 名稱材料 45鋼車間使用設備數控加工室數控加工中心工藝序號工藝名稱工步號工步內容夾具量具及檢具刀具主軸轉速r/min進給速度(mm/min)背吃 刀量備注1粗銑外形輪廓三爪卡盤游標卡尺T016001505單位數控加工工藝卡產品名稱或代號零件名稱

17、材料 45鋼車間使用設備數控加工室數控加工中心工藝序號工藝名稱工步號工步內容夾具量具及檢具刀具主軸轉速r/min進給速度(mm/min)背吃刀量備注1中心鉆定位三爪卡盤游標卡尺T022000500.5D單位數控加工工藝卡產品名稱或代號零件名稱材料 45鋼車間使用設備數控加工室數控加工中心工藝序號工藝名稱工步號工步內容夾具量具及檢具刀具主軸轉速r/min進給速度(mm/min)背吃刀量備注1鉆孔三爪卡盤游標卡尺T03600600.5D2鉸孔三爪卡盤游標卡尺T041000100單位數控加工工藝卡產品名稱或代號零件 名稱材料 45鋼車間使用設備數控加工室數控加工中心工藝序號工藝名稱工步號工步內容夾具

18、量具及檢具刀具主軸轉速r/min進給速度(mm/min)背吃 刀量備注1精銑外形輪廓三爪卡盤游標卡尺T0410001000.2四.加工用量的選擇與確定由于如圖1-1所示零件的加工是凸臺類零件的銑削加工，所以精加工時，凸臺類類零件的加工余量為1mm。具體加工過程中的用量選擇與確定見表3五.編程參數的計算 1 切削參數的選擇 1 主軸轉速n 對于高速鋼刀具，切削速度v取20m/min30 m/min，根據公式“n=1000v/3.14D選取粗加工時主軸轉速n=600r/min，精加工時主軸轉速n=1000r/min。 2 進給速度 (f) 粗加工時,為提高生產效率，在工件質量保證的前提下，可選擇較

19、高的進給速度，一般為100mm/min200mm/min，本零件加工中粗加工進給速度取150mm/min。精加工時，為保證精加工精度要求和外表粗糙度要求，印選較小的進給速度，一般在50mm/min100mm/min的范圍中選取，本零件精加工進給速度取50mm/min。刀具空行程的進給速度一般取G00速度，或在600mm/min1500mm/min的范圍中選取。3切削深度和切削寬度 采用高速鋼刀具粗加工時，切削深度一般選取刀具直徑的0.5倍0.8倍，本零件的粗加工中的切削深度取5mm。精加工時，為了保證工件外表質量，一般在深度方向一次性切深。高速鋼刀具的切削寬度可取刀具直徑的0.75倍1倍，具體

20、加工過程中的刀具選擇與確定見表2。2 基點的計算 圖3基點坐標標注A (-15 -25.98) B (-30 0 )C (-15 25.98 ) D (15 25.98)E (30 0 ) F (15 -25.98)G (0 -25.98) H (-22.5 12.99)I (22.5 12.99) M (-5.0 -43.3) N (-25.0 -25.98)六.編程加工 1建立工件坐標系銑床上編程坐標原點的位置是任意的，它是編程人員在編制程序時根據零件的特點來選定的，為了變成方便，一般要根據工件形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的原那么來確定的工件上某一點為坐標原點，具體選擇注意如下幾點：

21、(1) 編程坐標原點應選在零件圖的尺寸基準上，這樣便于坐標值的計算， 減少計算錯誤。(2) 編程坐標原點應盡量選在精度較高的精度外表，以提高被加工零件的加工精度。(3) 對稱的零件，編程坐標原點應設在對稱中心上；不對稱的零件，編程坐標原點應設在外輪廓的某一角上。(4) Z軸方向的零點一般設在工件外表。本設計選擇10圓的圓心處為工件編程X、Y軸原點坐標，Z軸原點坐標在工件上外表。 2程序編制的原那么工件坐標系原點的選擇原那么:1)工件原點應該選擇在工件的設計基準上，以便于編程。2)工件原點盡量選擇在尺寸精度高、粗糙度值低的工件外表上。3)工件原點最好選擇在工件的對稱中心上。3數控加工程序編制(1

22、)粗細外輪廓主程序 D01=8.5O051G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S600G90G00X-50.Y-50.Z30. M08G01Z-5.F100M98P101G01Z-10.F100M98P101G01Z-15.F100M98P101G01Z-20.F100M98P101m00G01Z-5.M98P102G01Z-10.M98P102G01Z-15.M98P102m00G01Z-5.M98P103G01Z-10.M98P103m00G01Z-5.M98P104G91G28Z0.M30四方圓弧子程序O0101G90G41G01X-30.D01Y20.G02X

23、-20.Y30.R10.G01X20.G02X30.Y20.R10.G01Y-20.G02X20.Y-30.R10.G01X-20.G02X-30.Y-20.R10.G40G01X-50.Y-50.M99六方凸臺子程序O0102G90G41GX-30.Y0.X15.X30.Y0.X-25.G40G01X-50.Y-50.M99圓凸臺子程序O0103G90G41GX0.G01X-15.G40G01X-50.Y-50.M99三角凸臺子程序O0104G90G41GX22.5G40G01X-50.Y-50.M99(2)定位孔加工O0200G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S

24、1500G90G00X0.Y0.G01Z-0.5F100Z5.G91G28Z0.M30鉆孔O0201G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S600G90G00X0.Y0.G85X0.Y0.Z-38.R5.G80G91G28Z0.M30精鉸孔O0202G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S300G90G00X0.Y0.G80G91G28Z0.M30(3)精銑外輪廓主 D01=8O0502G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S1000G90G00X-50.Y-50.Z30. M08G01Z-20.F100M98P101m00G01Z-15.M98P102m00G01Z-10.M98P103m00G01Z-5.M98P104G91G28Z0.M30 總結課程設計是大學生在校學習過程中的一個重要環節。它表達了我們對在大學中所學知識的綜合應用，課程設計說明書是大學生提交的一份有一定學術價值的科技論文，是對我