1、湖南生物機電職業技術學院畢業設計數控銑床及加工中心產品加工工藝設計姓 名：張安發班 級：13343指導老師: 歐趙福系 別：機械及自動化系湖南長沙提交日期：2021年5月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc306904443 摘 要 PAGEREF _Toc306904443 h II HYPERLINK l _Toc306904444 Abstract PAGEREF _Toc306904444 h III HYPERLINK l _Toc306904445 第一章 數控銑加工根底 PAGEREF _Toc306904445 h 1 HYPERLINK l

2、 _Toc306904446 數控銑床的分類 PAGEREF _Toc306904446 h 1 HYPERLINK l _Toc306904447 數控銑床的主要加工對象 PAGEREF _Toc306904447 h 2 HYPERLINK l _Toc306904448 第二章 數控銑加工工藝 PAGEREF _Toc306904448 h 3 HYPERLINK l _Toc306904449 數控加工的工藝設計內容 PAGEREF _Toc306904449 h 3 HYPERLINK l _Toc306904450 1數控加工工藝的主要內容 PAGEREF _Toc30690445

3、0 h 3 HYPERLINK l _Toc306904451 數控銑加工工藝設計 PAGEREF _Toc306904451 h 3 HYPERLINK l _Toc306904452 1工序的劃分 PAGEREF _Toc306904452 h 3 HYPERLINK l _Toc306904453 2順序的安排 PAGEREF _Toc306904453 h 4 HYPERLINK l _Toc306904454 3加工方法和加工方案確實定 PAGEREF _Toc306904454 h 5 HYPERLINK l _Toc306904455 4刀具的選擇 PAGEREF _Toc306

4、904455 h 6 HYPERLINK l _Toc306904456 第三章 加工零件的工藝編程 PAGEREF _Toc306904456 h 7 HYPERLINK l _Toc306904457 零件的編程 PAGEREF _Toc306904457 h 7 HYPERLINK l _Toc306904458 零件的加工工藝卡片 PAGEREF _Toc306904458 h 14 HYPERLINK l _Toc306904459 1數控銑刀具工藝卡 PAGEREF _Toc306904459 h 14 HYPERLINK l _Toc306904460 2機械加工工藝過程卡 PA

5、GEREF _Toc306904460 h 15 HYPERLINK l _Toc306904461 3數控加工工序卡 PAGEREF _Toc306904461 h 16 HYPERLINK l _Toc306904462 表3數控加工工序卡 PAGEREF _Toc306904462 h 16 HYPERLINK l _Toc306904463 第四章 小結 PAGEREF _Toc306904463 h 18 HYPERLINK l _Toc306904464 致 謝 PAGEREF _Toc306904464 h 19 HYPERLINK l _Toc306904465 參考文獻 PA

6、GEREF _Toc306904465 h 20摘 要用數控銑床完成零件的加工，毛坯外形尺寸為160mm120 mm40 mm，材料自己選擇鋁材或45鋼。按要求完成零件節點、基點計算，設定工件坐標系，制定正確的工藝方案包括定位、夾緊方案和工藝路線，選擇合理的刀具和切削工藝參數，編寫數控加工程序，按尺寸精度和外表粗糙度值要求加工出零件。一方面在正確分析零件工藝性的根底上，參考了一些相關資料，以CAD繪圖軟件完成零件造型，數控銑床加工工藝的設計和數控加工中心的操作方式及過程，此過程包括零件的實體造型、數控加工工藝設計的根本內容、材料的選擇、節點基點的計算、工件坐標系的選擇、刀具的選擇、參數的選擇等

7、因素。同時，還要根據要求制定正確的工藝方案包括定位、夾緊方案和工藝路線，編寫數控加工程序，按零件要求的尺寸和精度來完成加工操作；另一方面就是我們在保證正確加工出產品的同時還應滿足其工藝要求，不僅要把產品做出來，還要保證其工藝要求到達標準。關鍵詞：數控加工 零件 工藝方案 數控編程 工件坐標系 工藝設計AbstractCompletes the components with the numerical control milling machine the processing, the materials external dimensions for 160mm120 mm40 mm, m

8、aterial chooses the aluminum material or 45 steel to requests to complete the components node, the basic point computation, the hypothesis work piece coordinate system, formulates the correct craft plan (including localization, clamp plan and craft route), chooses the reasonable cutting tool and the

9、 cutting craft parameter, the compilation numerical control processing procedure, processes the components according to the size precision and the surface roughness value request.On the one hand in the correct analysis components technological foundation, has referred to some correlation data, compl

10、etes the components modelling by the CAD graphics software, the numerical control milling machine processing craft design and the numerical control machining center operating mode and the process, this process including components solid modeling, numerical control processing technological design bas

11、ic content, material choice, node basic point computation, work piece coordinate systems choice, cutting tools choice, parameter factors and so on choice. At the same time, but must act according to the request formulation correct craft plan (including localization, clamp plan and craft route), the

12、compilation numerical control processing program, completes the processing operation according to the components requests size and the precision; On the other hand is we during the guarantee processes the product also should correctly to satisfy its technological requirement, not only need do the pr

13、oduct, but must guarantee that its technological requirement achieves the standard.Key words：CNC Machining Parts Technology Program CNC Programming Work piece coordinate system Process Design第一章 數控銑加工根底今天，數控設備在相當多的領域已經完全或逐漸取代了普通設備，與普通機床不同，數控機床加工零件的過程完全自動地進行，加工過程中人工不能干預。因此，首先必須將所要加工件的全部信息，包括工藝過程、刀具運動

14、軌跡及走刀方向、位移量、工藝參數主軸轉速、進給量、切削深度以及輔助動作換刀、變速、冷卻、夾緊、松開等，按加工順序采用標準或規定的程序指令編寫出正確的數控加工程序，然后輸入到數控設備的控制系統中，隨后控制系統按數控程序的要求控制數控機床對零件進行加工。所謂數控編程，一般指包括零件圖樣分析、工藝分析與設計、圖形數學處理、編寫并輸入程序清單、程序校驗的全部工作過程。數控編程可分為手工編程和自動編程兩種方式。 數控銑床可按通用銑床的分類方法分為以下3類： 1數控立式銑床數控立式銑床主軸軸線垂直于水平面，這種銑床占數控銑床的大多數，應用范圍也最廣。目前三坐標數控立式銑床占數控銑床的大多數，一般可進行三軸

15、聯動加工。 2臥式數控銑床 臥式數控銑床的主軸軸線平行于水平面。為了擴大加工范圍和擴充功能，臥式數控銑床通常采用增加數控轉臺或萬能數控轉臺的方式來實現四軸和五軸聯動加工。這樣既可以加工工件側面的連續回轉輪廓，又可以實現在一次裝夾中通過轉臺改變零件的加工位置也就是通常所說的工位，進行多個位置或工作面的加工。 3立臥兩用轉換銑床 這類銑床的主軸可以進行轉換，可在同一臺數控銑床上進行立式加工和臥式加工，同時具備立、臥式銑床的功能。12數控銑床的主要加工對象1平面類零件平面類零件的特點表現在加工外表既可以平行水平面，又可以垂直于水平面，也可以與水平面的夾角成定角；目前在數控銑床上加工的絕大多數零件屬于

16、平面類零件，平面類零件是數控銑削加工中最簡單的一類零件，一般只需要用三坐標數控銑床的兩軸聯動或三軸聯動即可加工。在加工過程中，加工面與刀具為面接觸，粗、精加工都可采用端銑刀或牛鼻刀。 2曲面類零件 曲面類零件的特點是加工外表為空間曲面，在加工過程中，加工面與銑刀始終為點接觸。外表精加工多采用球頭銑刀進行。我本次的畢業設計課題討論的內容是數控技術方面的知識，主要是利用數控銑床對零件的加工的設計，工藝通過此次課題的設計，我系統地復習了一下有關數控銑床加工方面的知識，自身能力得到了很大的提高，在多方面鍛煉了自己，使我掌握了對機械零件的工藝加工的根本思路和方法，為今后的學習和工作起了一定的鋪墊作用。第

17、二章 數控銑加工工藝2.1數控加工的工藝設計內容無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬訂工藝方案，選擇適宜的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題如對刀點，加工路線等也需要做一些處理。因此，數控編程的工藝處理是一項十分重要的工作。1數控加工工藝的主要內容1.選擇適合在數控上加工的零件，確定工序內容。2.分析加工零件的圖紙，明確加工內容及技術要求，確定加工方案，制定數控加工路線，如工序的劃分、加工順序的安排、非數控加工工序的銜接等。設計數控加工工序，如工序的劃分、刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量確實定、走刀路線確實定等等。3.調整數控加工工序的程序。如

18、對刀點、換刀點的選擇、刀具的補償。4.分配數控加工中的容差。5.處理數控機床上局部工藝指令。數控銑加工工藝路線設計與通用機床加工工藝路線設計的主要區別，在于它往往不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是幾道數控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設計中一定要注意到，由于數控加工工序一般都穿插于零件加工的整個工藝過程中，因而要與其他加工工藝銜接好，在進行數控銑床加工工藝路線設計過程中應注意以下幾個問題：1工序的劃分根據數控銑床加工的特點，數控銑加工工序的劃分一般可按以下方法進行：1 以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內容較少的零件，加工完后就能到達待檢狀態。2 以同一把刀具加

19、工的內容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工外表，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統的限制主要是內存容量，機床連續工作時間的限制如一道工序在一個工作班內不能結束等。此外，程序太長會增加出錯與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內容不能太多。3 以加工部位劃分工序。對于加工內容很多的工件，可按其結構特點將加工部位分成幾個局部，如內腔、外形、曲面或平面，并將每一局部的加工作為一道工序。4 以粗、精加工劃分工序。對于經加工后易變形的工件，由于對粗加工后可能發生的變形需要進行校形，故一般來說，凡要進行粗、精加工的過程，都要將工序分開。根據課題所給零件的要求，在對零件圖形進

20、行認真分析的情況下。加工此零件需要選擇一個基準面。通過零件圖我可以從中知了解只需加工一個面，那么我就以零件的底面為基準面，以基準，從左視圖就以5mm 8mm 10mm的面為基準面，從俯視圖看就以120mm 160mm的這個正面為基準面。根據零件圖的要求我是這樣分析的。2順序的安排順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應按以下原那么進行：1. 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應綜合考慮；2. 先進行內腔加工，后進行外形加工；3. 以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續加工，以減少重復定位次

21、數、換刀次數與挪動壓板次數。結合我的課題來看，我這里重點介紹的是銑削鏜鉸加工工序的順序安排原那么。下面就我根據零件圖來分析我這里的加工步驟：. 選用80mm的面銑刀，銑. 選用12mm的立銑刀銑削半圓槽，銑深度為10.0 mm R50mm的半圓槽. 選用12mm的立銑刀銑削U型槽，深度為8mm的矩形槽. 選用12mm的立銑刀加工矩形槽, 深度為8mm的矩形槽. 選用4mm的鉆頭鉆二個孔. 選用直柄麻花鉆加工. 選用12mm的機動絞刀，精鉸12mm的孔擴孔至. 選用38mm的精鏜刀，精鏜加工38mm的孔. 選用10mm的球頭銑刀，加工小于90度的孔，圓角R30mm. 選用12mm的立銑刀，加工R

22、85mm的圓弧曲面.退刀3加工方法和加工方案確實定1. 加工方法的選擇加工方法的選擇原那么是保證加工外表的加工精度和外表粗糙度的要求。由于獲得同一精度和外表粗糙度的加工方法有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的結構形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。結合畢業設計的課題所給零件的加工工藝要求，零件的上外表需要加工一個12mm的孔。由查表得知它的精度為IT7級，采用鉆擴較等加工方法來完成這個步驟。其目的就是為了使其精度到達更高。這只是其中的一個方面，還有很多都是通過這種方法來實現的。此外，還應考慮生產率和經濟性，實際生產情況等。常用加工方法的經濟加工精度和外表粗糙度可查閱有關工藝手冊。2. 加工

23、方案確實定確定加工方案時，首先應根據外表的加工精度和外表粗糙度要求，初步確定為到達這些要求所需要的最終加工方法，然后再確定其前面一系列的加工方法，即獲得該外表的加工方案。結合設計的零件圖來分析，還是以剛剛那個12mm的孔為例說明這個問題。12mm的孔我選用的是鉆，留0.2mm的余量選擇鏜刀或鉸刀進行加工。通過我的舉例就說明有些零件的完成一步是很難到達它的加工工藝要求的。我們必須分步進行加工。4刀具的選擇數控編程時，正確選擇刀具是數控加工工藝中的重要內容。選擇刀具通常考慮工件材料、加工型面類型、切削用量以及其他相關因素。刀具選擇總的原那么是：安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的

24、前提下，盡量選擇短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。結合我的畢業設計來講，選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的外表尺寸相適應。依零件圖的要求。這里用到了很多加工過程，那么也就用到了不同的刀具。比方說，銑削平面時，我們選用了面銑刀、立銑刀；加工孔時，我們選用了中心鉆；銑內凹圓弧面時，我們選用了球頭銑刀等。第三章 加工零件的工藝編程O0001；銑平面G21；G17 G90 G80 G40；G54；T01 M06；M3 S1100；G0 X100.0 Y37.5；Z30.0；G1 Z0 F500.0 M8；#1=-1；#2=-10；WHILE#GE#2 D01；G01 Z#F300.0；X12.5；

25、Y60.0；Y50.0；X-100.0；Y27.0；X100.0；Y-18.0；X-100.0；Y63.0；X100.0；Y37.5；#1.0=#1.0-0.5；ENDW；G0 Z5.0；X100.0 Y-30.0；Z-10.0 F500.0；#1.=-11.0；#2.0=-15.0；#101.0=125.0；WHILE#1GE#2 D01；G01 Z#1 F300.0；G41 G1 X94.641 Y15.0 D101.0；X-60.0；X-94.641 Y-15；G40 G01 Y-60.0；X94.641；#1.0=#1.-0.5；ENDWG0 Z5.0；X0 Y80.0；銑半圓槽G01

26、 Z-10.0 F500.0；#1.0=-11.0；#2.0=-20.0；#102.0=12.5；WHILE#1GE#2 D01；G01 Z#1 F300.0；G41 G01 X500.0 D102.；Y-60.0；G03 X-50.0 Y-60.0 I-50.0 J0；G01 Y-80.0；G40；#1.0=#1.0-0.5；ENDW；G0 Z5.0；G91 G28 Z0.0；M05；G21;銑U型槽G17 G90 G80 G40;G54;M03 S1100;G0 X0 Y80;Z30;G01 Z0 F50 M8;#1=-1;#2=-8；#101=7;WHILE#1GE#2 D01;G01Z

27、#1 F300;G41 G1 D101;Y45.0;G3 I8 J0;G1 G40;#1=#1-0.5;ENDW;G0 Z5.0;X0 Y-30.0;銑矩型槽G1 Z0 F500;#1=-1;#2=-8;#102=7;WHILE#1GE#2 D01;G1Z#1 F300;G41 G1 D102:X52.0;G03 R80;G01Y-25.0;G03 R8.0:G01 Y-25.0;G03 R8.0;G01 X-52.0;G03 R8.0;G01 Y-35.0;G03 R8.0;G01 X0;G40;#1=#1-0.5;ENDW G0 Z5.0;G91 G28 Z0;M05;G90 G94 G4

28、0 G80 G49 G17;中心鉆鉆中心孔T03 M98 P8999;M08;G90 G00 G54 G00 X0 Y0 T04;G99 G82 Z-55.0 Y0 R3.0 Z-18.0 F80;G00 Z20.0;T04 M98 P8999;麻花鉆鉆11.8的孔G90 G54 G00 X-55.0 Y0 T05;G43 H04 Z20.0 M03 S600;G98 G83 Z-55.0 R3.0 Q4.0 F75;G00 Z20;N52 T05 M98 P8999;(鉸孔12)G90 G00 X-55.0 Y0 T06;G43 H05 Z20.0 M03 S300;G98 G85 R3.0

29、 Z-45.0 F50.0;G80;G00 Z20.0;G90 G00 X0 Y0 M06T06;(銑孔)G01 Z0 F500;#1=-0.5;#2=-28.5;WHILE#1 GE #2 D01;G01 Z#1 F300;X18.8;G03 X-18.8 Y0 I18.8;G01 X0;#1=#1-0.5;ENDW;G0 Z5.0;G90 G00 X0 Y0;T07M98P8999；精鏜孔38G43 H02 Z50 M03 S500;G98 G85 R3.0 Z-45.0 F30;G80;G00 Z50.0;G49 G90 G28 N20;M05;M09;O8999子程序N1 M09;N2

30、 G80 G40;N3 M05;N4 G91 G49 G28 Z0;N5 D00 H00;N6 G90 M06;N7 M99G27;銑內凸圓弧面G17 G90 G80 G40;G54;T08 M06;M03 S800;G0 X0 Y18.0;Z30.0;G01 Z0 F500 M08;#1=0;#2=7;WHILE #1LE#2 D01;#3= SQRT625-#1+11.216*#1+11.216;G01Z -#1 F300;X #3;G03 X#3 Y18.0I-#3 T0;G01 X0;#1=#1+0.5;ENDW G0 Z5.0;G91G28 Z0;M05;G21;銑圓弧曲面G90 G

31、54 G80 G40 M03 S1100;G0 Y50.0;Z30.0;G01 F500 M08;#1=50;#2=60;WHEILE #1LE#2D01;G01 X85.0;G18 G02 I-45 J-75;G01 Z5.0;X85.0;Y#1;Z-10.0;#1=#1+0.5;ENDW;G0 Z5.0;G91 G28 Z0;M05;M09;M30;1數控銑刀具工藝卡表1數控銑刀具調整卡數控銑刀具調整卡零件名稱零件圖號K01設備名稱立式鏜銑加工中心設備型號JCS-018A程序號材料名稱及牌號45#鋼硬度HRC20-30工序名稱工序號序號刀具編號刀具名稱刀具材料及牌號刀具參數刀補地址直徑長度

32、直徑D長度H1T01面銑刀硬質合金80D01H012T02立銑刀硬質合金12D02H023T03中心鉆頭硬質合金4H034T04標準麻花鉆硬質合金11。8H045T05機用銑刀硬質合金12H056T06立銑刀硬質合金16D06H067T07精鏜刀硬質合金38H078T08球頭銑刀硬質合金10H082機械加工工藝過程卡表2機械加工工藝過程卡機械加工工藝過程卡材料名稱及牌號45#鋼毛坯種類或材料規格工序號工序名稱工序簡要內容1銑削平面選用80mm的面銑刀，銑2銑削半圓槽選用12mm的立銑刀銑削半圓槽，銑深度為10.0 mm R50mm的半圓槽，到達其加工的要求3銑削U型槽選用12mm的立銑刀銑削U

33、型槽，深度為8mm的矩形槽4加工矩形槽選用12mm的立銑刀加工矩形槽,深度為8mm的矩形槽5中心鉆進行扎定位選用4mm的鉆頭鉆二個孔，首先定位，找到中心點6擴孔加工選用直柄麻花鉆加工7鉸孔加工選用12mm的機動絞刀，精鉸12mm的孔擴孔至37.6mm，保證精度8擴孔加工用選選用 選用16mm的立銑刀， 擴孔至9鏜孔加工選用38mm的精鏜刀，精鏜加工38mm的孔10銑內凹圓弧面選用10mm的球頭銑刀，加工小于90度的孔，圓角R30mm11銑削圓弧曲面選用12mm的立銑刀，加工R85mm的圓弧曲面12去毛刺13精加工14退刀3數控加工工序卡表3數控加工工序卡數控加工工序卡零件名稱立式鏜銑加工中心零

34、件圖號夾具名稱精密平口鉗設備名稱及型號JCS-018A材料名稱及牌號45#鋼硬度HRC20-30工序名稱孔定位工序號5工步號工步內容切削用量刀具量具Vfnf編號名稱編號名稱1孔定位#115120000830T03中心鉆 續上表 2孔定位#2151200008180T03中心鉆第四章 小結隨著畢業設計的完成，也將意味我的大學生活即將結束，但在這段時間里面，為解決畢業設計的問題，去請教指導老師，和同學一起討論以及查看數控相關的書籍。經過這段時間的學習，我自身的能力得到了一定的提高。我本次所選的課題是理論與實踐操作技術相結合的一道題目，從分析零件圖到產品的工藝設計、材料和刀具的選擇、零件的編程，再到

35、完成得到成品，在一定程度上為我們提供了自主學習，自主選擇，自主完成的時機。我個人覺得此次畢業設計具有實踐性，綜合性，探索性，應用性等特點，有利于我們的數控編程及操作的創新精神和實踐能力的提高。由于在校學習時間較短，掌握的數控方面的知識極其有限。在進行畢業設計過程中，遇到了很多困難，曾一度不知道該如何動手，但在指導老師的耐心講解下，自己查閱相關資料，才慢慢地進入狀態，雖然說，設計從開始到完成，花費了很長時間，但通過這次畢業設計，在很多方面，我的到了很大的鍛煉，將以前所學的專業知識系統地復習了一次，穩固了對專業知識的掌握；另外，在進行零件的編程時，如果想加快編程速度，除了要對各編程指令的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識，對于夾具的選擇，切削參數的設定我們也要十分清楚。本畢業的選題、設計內容、及設計的形成是在老師的悉心指導下完成的。在我畢業設計的過程中，老師還給我講解了一些工藝上的問題和需要注意的事項，讓我在做論文時思路更加清晰，在