數(shù)控銑床加工花瓣凸臺方型腔設(shè)計

1、河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文數(shù)控銑床加工花瓣凸臺方型腔設(shè)計14屆機械工程系專業(yè)學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師機械設(shè)計與制造21023110307黃景琦董建榮完成日期2014年6月19日河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）- - -目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 第1章緒論3 HYPERLINK l bookmark6 第2章工藝性分析4 HYPERLINK l bookmark8 零件介紹4 HYPERLINK l bookmark10 零件加工工藝性分析4零件的結(jié)構(gòu)分析5圖樣尺寸的標注檢查5加工精度與表面質(zhì)量分析5 H

2、YPERLINK l bookmark12 第3章毛坯與工藝裝配的選擇6 HYPERLINK l bookmark14 毛胚的選擇6分析毛坯的加工余量6分析毛坯的裝夾6 HYPERLINK l bookmark16 零件加工定位基準的選擇63.2.1選擇定位基準的原則6方型腔件定位基準的選擇7 HYPERLINK l bookmark18 工序的劃分和加工工藝路線的確定7 HYPERLINK l bookmark20 3.3.1加工方案7工序的劃分8加工順序的安排8 HYPERLINK l bookmark22 3.4選擇并確定工藝裝備9 HYPERLINK l bookmark24 夾具的選

3、擇9 HYPERLINK l bookmark26 刀具材料的選擇10 HYPERLINK l bookmark28 量具的使用表11冷卻液的選擇11 HYPERLINK l bookmark30 第4章工藝參數(shù)選擇12 HYPERLINK l bookmark32 4.1切削用量的選擇原則12 HYPERLINK l bookmark34 主軸轉(zhuǎn)速的確定12 HYPERLINK l bookmark36 進給速度的確定13 HYPERLINK l bookmark38 4.4切削用刀具材料應(yīng)具備的性能15 HYPERLINK l bookmark40 45背吃刀量ap的確定15 HYPERL

4、INK l bookmark42 第5章加工工藝文件制定1751制定工藝文件1752工序卡1853刀具卡2254走刀路線圖23第6章程序編寫與零件加工2661加工程序編寫2662零件加工2663數(shù)控編程的定義2664數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟2665零件加工步驟2766數(shù)控編程的分類2867花瓣凸臺與方型腔的加工程序編制29第7章加工質(zhì)量分析3771尺寸精度分析3772表面質(zhì)量分析3773零件的檢測結(jié)果37致謝39參考文獻40河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1章緒論數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和

5、綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進步，特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的問題。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對制造業(yè)的要求不斷提高，以

6、及科學(xué)技術(shù)特別足計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革。以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位，數(shù)控技術(shù)集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實現(xiàn)柔性化、自動化、集成化、智能化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進步，特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，基于Pc平臺的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。為充分體現(xiàn)自己三年來在學(xué)校的知識，我按照我院數(shù)控專業(yè)學(xué)生所需

7、掌握的要求，所以設(shè)計了這個花瓣凸臺方型腔。此零件為典型銑削零件，它突出了數(shù)控加工的特點和零件加工的工藝性特點，能培養(yǎng)我全面的數(shù)控加工能力，現(xiàn)在我能根據(jù)零件圖制定出合理的數(shù)控加工工藝規(guī)程，能夠制定加工工藝，編制程序進行數(shù)學(xué)處理；能夠自己利用設(shè)備，執(zhí)行加工工藝的過程，加工出合格的零件。并掌握加工中夾具的合理選用，了解刀具的材料、特點、以及如何選用刀具等一系列問題，這次畢業(yè)設(shè)計有利于培養(yǎng)我們各個方面的能力。第2章工藝性分析零件介紹要選擇對某個零件進行數(shù)控加工，一般情況下，不是所有加工內(nèi)容都適合在數(shù)控機床上完成，往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工，這需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇最適合、

8、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。如圖2-1可知，該零件由平面、凸臺、型腔及螺紋孔組成，形狀較為典型，且為軸對稱零件，便于裝夾和定位。該零件在數(shù)控銑削加工中具有一定的代表。61)40IDO1004MS犬圖2-1花瓣凸臺方型零件加工工藝性分析制訂工藝規(guī)程時，首先要分析零件圖的結(jié)構(gòu)。通過分析零件圖來明確加工零件的尺寸，找出該零件上有多少主要加工表面；找出該零件主要的技術(shù)要求和加工中的關(guān)鍵的技術(shù)問題；在編制工藝過程中，都需要有針對性地解決這些問題。2.2.1零件的結(jié)構(gòu)分析零件圖如圖2-1所示，該零件的材料為鋁，材料特點：塑性好、強度和硬度低。毛坯為鑄件尺寸大小為110mmxll0mmx30mm,為兩面

9、加工的零件。通過零件圖可知該零件由平面、凸臺、型腔、螺紋孔組成。零件的加工精度要求不高，但加工過程中需要多次換刀,適合使用數(shù)控加工中心進行加工。2.2.2圖樣尺寸的標注檢查對數(shù)控加工來說,零件圖上應(yīng)以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。保持設(shè)計基準、工藝基準、測量基準與編程原點設(shè)置一致。對于該零件,所有標注如圖2-1所示。2.2.3加工精度與表面質(zhì)量分析查參考文獻3P216表17-14確定公差等級為IT8，外輪廓四周及表面粗糙Ra3.2pm，其余的粗糙度為Ra6.3pm，要求都不高，比較容易加工。但其毛坯材料為鋁件,加工時容易產(chǎn)生變形,如果定位不好可能會導(dǎo)致表面粗糙度難以達到要求。根據(jù)以上分析

10、可知：該零件的結(jié)構(gòu)比較典型，加工精度和表面質(zhì)量要求不高，比較容易完成加工。第3章毛坯與工藝裝配的選擇毛胚的選擇所謂毛坯的加工余量，就是指使加工表面達到所需的精度和表面的質(zhì)量而應(yīng)切除的多余金屬層的厚度。零件在進行數(shù)控銑削加工時，由于加工過程的自動化，使用余量的大小，如何安裝、裝夾等問題在選用毛坯時就要仔細考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削加工，加工時將很難進行下去，根據(jù)經(jīng)驗，列舉以下幾點：3.1.1分析毛坯的加工余量該圖的毛坯采用鋁合金，因為我考慮到其材料特性輕、容易加工、成本低以及在可耐強度方面有一個最大受力范圍，且具有高度的散熱性。所以決定采用鋁合金，所選毛坯尺寸110mmxll0mmx3

11、0mm進行加工，由于該件是鑄造件，毛坯的扭曲變形量的不同地方造成余量不充分，不穩(wěn)定，因此，要采用數(shù)控銑削加工，其加工面都要具有充分的加工余量。3.1.2分析毛坯的裝夾主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次安裝中完成所以的加工表面。零件加工定位基準的選擇正確選擇定位基準對保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度，確定各表面加工順序和夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計都有很大影響。因此，定位基準的選擇是一個很重要的問題。3.2.1選擇定位基準的原則（1）盡量選擇零件上的設(shè)計基準作為定位基準；（2）當(dāng)零件的定位基準與設(shè)計基準不能重合，且加工面與其設(shè)計基準又不能在一次安裝內(nèi)同時加工時，應(yīng)認真分析裝配圖紙，

12、確定該零件設(shè)計基準的設(shè)計功能，通過尺寸鏈的計算，嚴格規(guī)定定位基準與設(shè)計基準間的公差范圍，確保加工精度；（3）當(dāng)在加工中心上無法同時完成包括設(shè)計基準在內(nèi)的全部表面加工時，要考慮所選基準定位后，一次裝夾能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工；（4）定位基準的選擇要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容；（5）若批量加工時，零件定位基準應(yīng)盡可能與建立工件坐標系的對刀基準（對刀后，工件坐標系原點與定位基準間的尺寸為定值）重合；（6）必須多次安裝時應(yīng)遵循從基準統(tǒng)一原則。3.2.2方型腔件定位基準的選擇在加工零件時，先以毛坯的兩個側(cè)面為粗基準來夾持工件，銑削一個3mm的夾持面；再以夾持面為精基準銑削加工零件，零件加工完成后，

13、再調(diào)頭裝夾以60mmx60mm方型腔體凸臺為精基準銑削加工零件。工件工件定位基準圖圖3-1工序的劃分和加工工藝路線的確定3.3.1加工方案擬定加工工藝路線是制定加工工藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)零件圖綜合分析，采取如下工藝措施：銑削1個夾持面，以夾持面和兩個側(cè)面定位選用虎鉗裝夾安排粗、精加工。采用直徑銑刀加工減小切削變形，再以適合直徑銑刀精加工表面。先銑削夾持面，再翻面裝夾以夾持面作為定位基準，先銑上平面，然后再銑下平面，然后加工內(nèi)型腔和孔，最后鉆螺紋孔。由于零件比較薄，在夾緊時不宜過緊，以免發(fā)生變形。根據(jù)零件圖樣，具體制定以下工藝方案：河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)

14、設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 方案：在上方(有凸臺的一面)銑3mm的夾持面一銑底平面一粗銑方型腔輪廓精銑方型腔輪廓一(翻轉(zhuǎn)裝夾)銑上平面一粗銑三角凸臺一精銑三角凸臺一粗銑圓形凸臺一精銑圓形凸臺一粗銑花瓣凸臺一精銑花瓣凸臺一鉆016的孔一-攻08的螺紋。在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，對于毛坯質(zhì)量高、加工余量較小、加工精度要求不高或新產(chǎn)品試制等單件的零件，也可把粗、精加工合并進行，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。經(jīng)綜合比較，在同以臺加工中心上完成某些表面的粗、精加工，并不會明顯發(fā)生上述各種變形時，粗、精加工也可在同以臺加工中心上完成，但粗、精加工應(yīng)劃分成兩

15、道工序分別完成，可用一把刀一次性完成粗精加工，由于刀具較集中，程序短。3.3.2工序的劃分工序的劃分有很多種常見的劃分方法有：刀具集中分序法；以粗、精加工劃分工序；按加工部位劃分工序；按照一般的加工工序，我制定先面后孔，先簡單再復(fù)雜的加工工序。3.3.3加工順序的安排加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，結(jié)合定位和夾緊的需要一起考慮，重點應(yīng)保證工件的剛性不被破壞，盡量減少變形。加工順序的安排應(yīng)遵循一些原則：(1)基準先行。上道工序的加工能為后面的工序提供精基準和合適的夾緊表面(2)先面后孔，先簡單后復(fù)雜。(3)先粗后精，粗、精分開。減少裝夾次數(shù)。以相同定位、夾緊方式安裝的工序，最好接連進行

16、，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀和夾緊次數(shù)。綜上所述，先加工作用定位基準的外部輪廓尺寸，及四周相鄰的邊作為定位基準。選擇并確定工藝裝備我們學(xué)院數(shù)控加工室現(xiàn)有二種數(shù)控銑床，即FANUCOi、華中。現(xiàn)有的FANUC-Oi數(shù)控銑床，立式數(shù)控銑床（XK5032A），數(shù)控銑削加工中心（KVC650），結(jié)合零件圖的分析，又根據(jù)我院的實際，采用加工中心（KVC650/1）進行加工，加工中心KVC65O/1主要參數(shù)見表3-1。表3-1機床主要參數(shù)表工作臺面尺寸（長X寬）405xl307(mm)主軸錐孔/刀柄形式24ISO40/BT40(MAS403)工作臺最大縱向行程650(mm)主配控制系統(tǒng)FANUCOiMate

17、-MC工作臺最大橫向行程450(mm)換刀時間6.5(s)主軸箱垂向行程500(mm)主軸轉(zhuǎn)速范圍606000(r/min)工作臺T型槽（槽數(shù)-寬度X間距）5-16x60(mm)快速移動速度10000(mm/min)主電動機功率5.5/7.5(kw)進給速度5800(mm/min)脈沖當(dāng)量0.001(mm/脈沖)工作臺最大承載700(kg)機床外形尺寸（長X寬X高）2540mmx2520mmx2710mm機床重量4000(kg)夾具的選擇加工中心夾具的確定因素有以下幾點：（1）夾緊機構(gòu)或其它元件不得影響進給加工部位要敞開；（2）為保持零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系各方向的一致性，夾具應(yīng)能

18、保證在機床上實現(xiàn)定向安裝；（3）夾具的剛性和穩(wěn)定性要好；（4）裝夾方便,輔助時應(yīng)盡量短；（5）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單；（6）見效更換夾具的準備、結(jié)束時間；（7）減小夾具在機床上的使用誤差。經(jīng)綜合分析：該零件作為典型銑床零件結(jié)構(gòu)簡單，形狀規(guī)則，四個側(cè)面較光整，加工面與加工面之間的位置精度要求不高。所以，以底面和兩個側(cè)面作為定位基準，一般可用平口虎鉗和一些輔助裝夾的墊塊墊片從工件側(cè)面夾緊,便可加工。這里我使用的是平口虎鉗。刀具材料的選擇對于數(shù)控加工，刀具材料也是很重要的一個方面，刀具材料可以決定一個零件加工的質(zhì)量、精度和加工效率，加工工序相對集中及零件裝夾次數(shù)少等要求數(shù)控機床對所用的刀具有許多性能上的

19、要求。只有達到這些要求才能使數(shù)控機床真正發(fā)揮效率。在數(shù)控機床所使用的刀具就具有以下特點:（1）刀具有很高的切削性能；（2）數(shù)控刀具有很高的精度盒重復(fù)定位精度；（3）要求刀具有很高的可靠性和耐用度；（4）實現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀；（5）具有一個比較完善的工藝系統(tǒng)；（6）建立刀具管理系統(tǒng)；（7）應(yīng)有刀具在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng)。對于銑削加工來說數(shù)控機床的一次性投資是很高的，而這些先進設(shè)備的效率能否發(fā)揮出來，在一定程度上取決于刀具及其性能的好壞。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)大量新的工刀具材料對提高切削加工的效率起著決定性的作用。而該零件結(jié)構(gòu)簡單，所以可以選用硬質(zhì)合金材料的刀具。量具的使用表表3-2量具

20、表名稱規(guī)格用途量程（mm）分度值（mm）游標卡尺0-1500.02主要用于測量內(nèi)、外尺寸和深度等千分尺0-2575-1000.01用于長工具度測量直尺0-1001用于測量工具的長度冷卻液的選擇切削液是為提高切削加工效率而使用的液體。它可以有效地減小摩擦，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和減少刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清潔和防銹的作用，常用的切削液分為水溶液、乳化液和切削油三種。（1）水溶液。它的導(dǎo)熱性好，冷卻效果好。但單純的水容易使金屬生銹，潤滑性能也差。所以常在水溶液中加入一定量的添加劑，如活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既具有良好的防腐性能和潤滑性能。（2

21、）乳化液。乳化液是將乳化油（由礦物油和表面活性劑配成）用95%98%水稀釋而成，呈乳白色或半透明狀的液體，它具有良好的冷卻作用，但潤滑、防腐性能較差。常再加入一定量的油性、極壓添加劑和防銹添加劑，配制成極壓乳化液或防銹乳化液。（3）切削油。切削油的主要成分是礦物油（如機械油、輕柴油、煤油等）和動植物油。純礦物油不能在摩擦界面形成堅固的潤滑膜，潤滑效果較差。實際使用中，常加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，以提高其潤滑和防銹的作用，對于提高零件表面的加工質(zhì)量有重要作用。切削有色金屬和銅、鋁合金時，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用10%20%的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。出于毛坯材

22、料和刀具材料的考慮該零件的加工選用切削油。第4章工藝參數(shù)選擇編程時我們必須首先確定每道工序的切削用量，然后根據(jù)公式計算出各個參數(shù)，并把這些數(shù)值以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速背吃刀量及進給速度等，對于不同的加工方法需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度；充分發(fā)揮刀具切削性能；保證合理的刀具耐用度，并充分了、發(fā)揮機床的性能最大限度地提高生產(chǎn)率降低成本。切削用量的選擇原則粗加工時應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量；要更根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能的進給量；最后根據(jù)刀具的耐用度確定最佳的切削速度。精加工時應(yīng)根據(jù)加工后的余量確定背吃刀量；根據(jù)已加工表

23、面粗造度要求，選取最小的進給量；最后保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度所以本設(shè)計的切削用量等設(shè)計全部都根據(jù)公式計算，選用最佳的參數(shù)進行加工。主軸轉(zhuǎn)速的確定1000VcnD主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的（或刀具的）直徑來選擇其計算公式為：（式4-1）式中:Vc為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/minD為刀具的直徑或工件的直徑，單位為mm由于每把到計算方式相同，現(xiàn)選取粗精銑外輪廓016的立銑刀為例說明其計算過程。根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低如表4-1所示主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具的耐用度等因素。表4-1銑削切削速度

24、河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） - -工件材料硬度/HBS切削速度Vc/(m/min)高速鋼銃刀硬質(zhì)合金刀鋼225184266150225325123654120續(xù)表4-1325425621367鑄鐵19021366615019026091845901603204.5102130鋁70120100200200400黃銅53562050100180從理論上講，切削速度V的值越大越好，因為這不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗造度值。但實際上用于機床、刀具的限制，綜合考慮：取粗銑時Vc=

25、150m/min精銑時Vc=200m/min代入式4-1中n=粗1000 x1503.14x161000 x200n=精3.14x16=2985.7r/min=3816.8r/min進給速度的確定進給速度（F）是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進給量以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形，在輪廓拐角處造成超程或是負程的現(xiàn)象。確定進給速度的原則：（1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高（2000mm/min以下）的進給速度；（2）在切削、加工深孔或

26、用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度；（3）切削時的進速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)；（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進給速度。切削進給F是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給的方向的相對位移，單位為mm/min它與銑刀轉(zhuǎn)速n銑刀齒數(shù)z及每齒進給量f（mm/z）的關(guān)系為：zF=fzn（式4-2）z式中：z銑刀齒數(shù)F銑刀每轉(zhuǎn)工作臺移動距離，即每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）fz銑刀每齒工作臺移動距離，即每齒進給量（mm/z）每齒進給量f如表4-2所示的選取主要取決與工具材料的力學(xué)性能、刀具材料、z工件表面粗造度等因素。工具材料的強度和硬度越高，f越小，反之越大。硬質(zhì)合金z銑刀

27、的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀。表4-2銑刀每齒進給量fz工件材料每齒進給量fz/（mm/z）粗銃精銃高速鋼銃刀硬質(zhì)合金刀高速鋼銃刀硬質(zhì)合金刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.30鋁0.060.200.100.250.050.100.020.05綜合選取：粗銑fz=0.07mm/z精銑fz=0.05mm/z銑刀齒數(shù)z=3上面計算：n=2985.7n=3816.8粗精將它們代入式4-2中計算粗銑:F=0.07x2x2985.7精銑：F=0.05x3816.8x2=418mm/min=382mm/min切削速度也可由機床操作者根據(jù)被加

28、工工件表面的具體情況進行手動調(diào)整，來獲得最佳切削狀態(tài)。切削用刀具材料應(yīng)具備的性能切削用刀具材料應(yīng)具備的性能見下表（表4-3）所示：表4-3切削用刀具材料應(yīng)具備的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能高硬度（常溫及高溫狀態(tài)）耐磨損性化學(xué)穩(wěn)定性良好耐氧化性、耐擴散性高韌性（抗彎強度）耐崩刃性、耐破損性低親和性耐溶著、凝著（粘刀）性咼耐熱性耐塑性變形性磨削成形性良好刀具制造的咼生產(chǎn)率熱傳導(dǎo)能力良好耐熱沖擊性耐熱裂紋性鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能經(jīng)綜合分析：一般來說粗銑刀具直徑應(yīng)選小一些，以減小切削接刀力矩，但也不能太小以免影響加工效率。精銑刀直徑應(yīng)選大一

29、些，以減小接刀走痕跡，考慮到兩次走刀間的重疊量及減少刀具種類。結(jié)合工藝分析本零件加工所需刀具有016的立銑刀粗、精銑上平面和外輪廓，016、08立銑刀、球頭銑刀粗、精銑三角凸臺、花瓣凸臺,其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。4.5背吃刀量ap的確定背吃刀量的選取主要由工件的加工余量、精度要求及工藝系統(tǒng)的剛度決定。若工件的精度要求不高，工藝系統(tǒng)的剛度又足夠，則最好一次切凈加工余量，即ap等于加工余量；若加工的精度和表面粗糙度要求較高，或系統(tǒng)的剛度較差，則只能按先多河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 后少的原則，采用多次走刀加工。當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ral2.525pm

30、時，如果圓周銑削的加工余量小于5mm,端銑的加工余量小于6mm,則粗銑一次進給就可以達到要求。但在余量較大、工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時，可分兩次走刀完成。當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra3.212.5pm時，銑可分粗、半精銑兩個階段進行。粗銑時背吃刀量選取同前，粗銑留0.51.0mm余量。在半精銑時切除。當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra0.83.2pm時，銑削可分粗銑、半精銑、精銑三個階段進行。半精銑時背吃刀量取1.52.0mm，精銑時側(cè)吃到量取0.30.5mm,面銑刀的背吃刀量取0.51.0mm。綜上所述：該零件的表面粗糙度要求為Ra3.212.5pm,則粗銃時應(yīng)留余量為0.51.0mm第5章加工

31、工藝文件制定制定工藝文件根據(jù)前述的工藝方案制定花瓣凸臺與方型腔的主要工藝過程如下表（表5-1）所示：表5-1花瓣凸臺與方型腔加工工藝過程卡序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備夾具1備料準備110mmx110mmx30mm毛坯2銃銃3mm的夾持面XK5032A平口虎鉗翻面裝夾粗精銃底平面KVC650/1平口虎鉗粗、精銃方型腔輪廓KVC650/1平口虎鉗翻面裝夾粗精銃上平面KVC650/1平口虎鉗粗、精銃三角凸臺KVC650/1平口虎鉗粗、精銃圓形凸臺KVC650/1平口虎鉗粗、精銃花斑凸臺KVC650/1平口虎鉗鉆孔016KVC650/1平口虎鉗攻M8螺紋KVC650/1平口虎鉗3鉗去毛刺平口虎鉗4檢驗測量

32、各部分尺寸大小、精度檢驗編制黃景琦審核董建榮年月曰工序卡查表確定切削速度和進給量然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度詳見(表5-2、5-3、5-4)：表5-2零件加工工序卡一單位數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號零件圖號L數(shù)控基地零件名稱花斑凸臺與方型腔11giTO工序2工序簡圖材料鑄鋁使用設(shè)備加工中心KVC650工序號2程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號冷卻液選擇乳化液工步號工步內(nèi)容量具及檢具刀具號夾具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銃上平面T01平口虎鉗12744591.52精銃上平面T01平口虎鉗15925730.53粗銃下平面T01平口虎鉗127

33、44591.54精銃下平面T01平口虎鉗15925730.5編制黃景琦審核董建榮批準共1頁第1頁h11單位數(shù)控加工工序卡數(shù)控基地產(chǎn)品名稱或代號零件圖號L零件名稱花斑凸臺與方型腔材料鑄鋁使用設(shè)備加工中心KVC650工序號2程序編號夾具名稱平口虎鉗表5-3零件加工工序卡二工序2工序簡圖夾具編號冷卻液選擇乳化液工_lB步號工步內(nèi)容量具及檢具刀具號夾具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銃外輪廓T04平口虎鉗18206551.52精銃外輪廓保證尺寸T04平口虎鉗22758190.53粗銃60X60mm凸臺T04平口虎鉗18206551.54精銃60X60mm

34、凸臺T04平口虎鉗22758190.5續(xù)表5-3工步工步內(nèi)容量具及檢具刀具號夾具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注5粗銃40X40mm凸臺T04平口虎鉗18206551.56精銃40X40mm凸臺T04平口虎鉗22758190.5表5-4零件加工工序卡三單位數(shù)控加工工序卡數(shù)控基地311111t產(chǎn)品名稱或代號零件圖號L零件名稱花斑凸臺與方型腔材料鑄鋁使用設(shè)備加工中心KVC650工序號2程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號工序2工序簡圖冷卻液選擇乳化液工步號工步內(nèi)容量具及檢具刀具號夾具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注

35、1粗銃花瓣T03平口虎鉗29869171.52精銃花瓣T03平口虎鉗381711470.53粗銃圓臺T03平口虎鉗29869171.54精銃圓臺T03平口虎鉗381711470.55粗銖星型T03平口虎鉗29869171.56精銃星型T03平口虎鉗381711470.57鉆孔T05平口虎鉗8鉆螺紋底孔T06平口虎鉗編制黃景琦審核董建榮批準共1頁第1頁53刀具卡根據(jù)上述材料中刀具材料及零件工藝的分析具體刀具選擇如下表5-5零件加工刀具卡編號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格(mm)加工內(nèi)容備注1T01面銃刀聲30銃上、下平面2T02立銃刀曲10銃星型凸臺3T03立銃刀夠16銃圓臺、花瓣凸臺4T04立銃刀8方

36、型腔5T05中心鉆妙16鉆中心孔6T06麻花鉆必.5鉆螺紋底孔編制黃景丄琦審核董建榮年月曰共1頁走刀路線圖圖5-2銑外輪廓走刀路線圖河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖5-4花斑凸臺的加工路線圖（切入1圖5-5鉆孔及攻螺紋加工路線圖第6章程序編寫與零件加工6.1加工程序編寫根據(jù)零件圖、工藝設(shè)計與工藝文件及走刀線路等編寫出零件加工程序，詳細的加工程序見加工程序編制。零件加工在數(shù)控機床上對所編寫的程序進行軌跡演示，校正程序。再根據(jù)所需的加工精度以及表面粗糙度要求，在加工中心KVC650（FAUNCOi-MB系統(tǒng)）上按給定的加工工序?qū)α慵M行加工。數(shù)控編程的定

37、義為了使數(shù)控機床能根據(jù)零件加工的要求進行動作，必須將這些要求以機床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程度，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟控編程步驟如圖6-1所示，主要有以下幾個方面的內(nèi)容。（1）分析圖樣包括零件輪廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技術(shù)要求的分析，零件材料、熱處理等要求的分析；（2）確定加工工藝包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選擇刀具，選擇各項切削參數(shù)，選擇對刀點、換刀點；（3）數(shù)值計算選擇編程原點，對零件圖形各基點進行正確的數(shù)學(xué)計算，為編寫程序單做好準備；（4）編寫程序單根據(jù)數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼

38、及程序格式編寫加工程序單；（5）制作控制介質(zhì)簡單的數(shù)控程序直接采用手工輸入機床，當(dāng)程序自動輸入機床時，必須制作控制介質(zhì)。現(xiàn)在大多數(shù)程序采用軟盤、移動存儲器、硬盤作為存儲介質(zhì)，采用計算機傳輸來輸入機床。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機床仍在采用穿孔紙帶外，現(xiàn)代數(shù)控機床均不再采用此種控制介質(zhì)了；（6）程序校驗程序必須經(jīng)過校驗正確后才能使用。一般采用機床空運行的方式進行校驗，有圖形顯示卡的機床可直接在CRT顯示屏上進行校驗，現(xiàn)在有很多學(xué)校還采用計算機數(shù)控模擬進行校驗。以上方式只能進行數(shù)控程序、機床動作的校驗，如果要校驗加工精度，則要進行首件試切校驗。零件加工步驟（1）開機檢驗機床主軸是否能正常的運轉(zhuǎn)，檢查

39、個輔助功能是否正常，潤滑系統(tǒng)是否正常，并按正確的開機順序開機。（2）回參考點將個坐標回到參考點：首先將Z軸會機床參考點，其次將X、Y軸會機床參考點。（3）輸入編制好的程序進入機床程序界面，置機床編輯狀態(tài)為EDIT，按下PROG，進入程序編寫界面，輸入程序名O0001后，按下INSERT并正確輸入，編寫加工程序。（4）檢驗程序?qū)⒕庉嫼玫某绦蛞浦脸绦蝾^，鎖住機床進給，鎖住機床主軸，開空運行，按循環(huán)啟動仿真軌跡，經(jīng)檢查程序無誤后，解除機床鎖定，從新回到你參考點，為加工零件做準備。（5）安裝刀具及毛坯將工件正確裝夾于平口虎鉗上，并用百分表找正。注意夾緊力邀適當(dāng)，保證在加工中不會因夾緊力過松，或者因夾緊

40、力過大把工件夾傷。（6）設(shè)置工件坐標系建立G54坐標系統(tǒng)，其操作步籌如下：在MDI方式下讓主軸轉(zhuǎn)動，然后再用手輪，把手輪上的旋轉(zhuǎn)鈕對在X上，用手輪將刀具移動到毛坯左側(cè)即將接近工件時減少手輪進給速度，慢慢的用刀去接觸毛坯邊緣，直到有少量鋁屑出現(xiàn)為止，這時在控制板面上單擊“編輯”進入“POS”界面一相對一操作一起源一輸入X-按INPUT將X軸置零，將刀具提起，移動到毛坯的右側(cè)下刀，直到有少量鋁屑出現(xiàn)時，記下當(dāng)前坐標值，計算當(dāng)前屏幕上X軸的一半，在進入“offsetsetting”坐標系G54輸入計算的一半X值按“測量”完成工件X軸坐標系的設(shè)定。用同樣的方法完成對Y軸的設(shè)定，這樣，X和Y軸的坐標系就

41、設(shè)定好了：Z軸的坐標系設(shè)定方法就是刀具移動到毛坯的表面最上邊緣，在進入“offsetsetting”一坐標系一G54-輸入Z0-測量。這樣Z軸的坐標系設(shè)定完成，即完成了G54工件坐標系的設(shè)定。（7）加工零件在G54坐標建立后，就可以開始正式加工了。為了保證程序沒有錯，應(yīng)先對程序進行軌跡顯示，如有問題，便于及時加以修改。然后確定所有程序的路線、加工工藝都正確無誤后檢驗G54是否正確，在MDI下輸入N10M03S800;N20G00X0Y0Z10;然后按循環(huán)啟動如果刀具在毛坯中心就可以點擊控制面板上的“編輯”一“PROG”輸入加工的程序名稱一“自動”一“循環(huán)啟動”一“開冷卻液”完成者這一系列的操作

42、后，數(shù)控機床對工件進行自動加工。加工完成后，對以加工表面進行加工精度和粗糙度的檢驗，看是否達到圖紙技術(shù)要求，對沒有達到標準的地方分析其原因。數(shù)控編程的分類數(shù)控編程可分為手工編程和自動編程兩種:（1）手工編程手工編程是指所有編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗都是由手工來完成。手工編程適用于點位加工、幾何形狀不太復(fù)雜的零件加工或程序編制易于實現(xiàn)的場合，出錯機會較少。手工編程的優(yōu)點在于加工加工形狀簡單的零件時快捷、簡便；不需要具備特別的條件；對機床操作或程序員不受特殊條件的制約；還有較大的靈活性和編程費用少等。（2）自動編程自動編程是指用計算機編

43、制數(shù)控加工程序的過程。自動編程的優(yōu)點是效率高，正確性好。自動編程由計算機代替人完成復(fù)雜的坐標計算和書寫程序單的工作，它可以解決許多手工編制無法完成的復(fù)雜零件編程難題，但其缺點是必須具備自動編程系統(tǒng)或自動編程軟件。自動編程較適合形狀復(fù)雜零件的加工程序編制，如：模具加工、多軸聯(lián)動加工等場合。完成坐標值計算，編寫零件加工程序等，有時甚至能幫助進行工藝處理。自動編程方法編出的程序還可以通過計算機或自動繪圖儀進行刀具運動軌跡的圖形檢查，編程員可及時檢測程序是否正確，并能夠及時修改。自動編程大大減少了編程人員的勞動強度，提高效率幾十倍乃至上百倍，同時解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。零件表面

44、形狀越復(fù)雜，工藝過程越復(fù)雜，工藝過程越繁瑣，自動編程的優(yōu)勢越明顯。按輸入方式不同，自動編程主要可分為數(shù)控語言編程（APT語言）、圖形交互式編程（如各種CAD/CAM）、語音式自動編程和實物模型式自動編程等。花瓣凸臺與方型腔的加工程序編制本零件在加工過程中采用了手動編程與自動編程兩種方式,以下是自動編程的部分內(nèi)容。零件上平面的加工程序N0010G40G17G49G80G90G54;N0020G91G28Z0.0;N0030T01M06;N0040G00G90X-22.167Y68.S1000M03;N0050G43Z50.H00;N0060Z6;N0070Z3;N0080G01Z0.0F500.

45、M08;N0090X.5Y50;N0100G00X50.5;N0110Y-50;N0120X-49.5;N0130Y50;N0140X.5;N0150Y27.5;N0160X28;N0170Y-27.5;N0180X-27;N0190Y27.5;N0200X.5;N0210Y5;N0220X5.5;N0230Y-5;N0240X-4.5;N0250Y5;N0260X.5;N0270Z50;N0280M02;正方形外輪廓的加工程序N0010G40G17G49G80G90G54;N0020G91G28Z0.0;N0030T02M06;N0040G00G90X-60.2Y33.774S1000M03

46、;N0050G43Z50.H02;N0060Z2;N0070Z-1;N0080G01Z-4.F500.M08;N0090X-57.2Y39.498;N0100G02X-38.512Y57.7I-37.2J19.498F1000;N0110G00X-32.403Y60.7;N0120Z-1;N0130Z50;N0140X32.403;N0150Z2;N0160Z-1;N0170G01Z-4.F500;N0180X38.512Y57.7;N0190G02X58.2Y37.457I18.512J37.7F1000;N0200G00X61.2Y30.893;N0210Z-1;N0220Z50;N023

47、0Y-30.893;N0240Z2;N0250Z-1;N0260G01Z-4.F500;N0270X58.2Y-37.457;N0280G02X38.512Y-57.7I38.2J-17.457F1000;N0290G00X32.403Y-60.7;N0300Z-1;N0310Z50;N0320X-32.403;N0330Z2;N0340Z-1;N0350G01Z-4.F500;N0360X-38.512Y-57.7;N0370G02X-57.2Y-39.498I-18.512J-37.7F1000;N0380G00X-46.571Y-33.927;N0390G02X-50.Y-20.I-26

48、.571J-13.927;N0400G00Y20;N0410G02X-20.Y50.I-30.J0.0;N0420G00X20;N0430G02X50.Y20.I0.0J30;N0440G00Y-20;N0450G02X20.Y-50.I30.J0.0;N0460G00X-20;N0470G02X-46.571Y-33.927I0.0J-30;N0480G00X-45.32Y-36.09;N0490G03X-35.192Y-29.654I-5.064J-3.218F500;N0500G02X-35.943Y-28.356I-15.192J-9.654;N0510X-38.Y-20.I-15.9

49、43J-8.356F1000;N0520G00Y20;N0530G02X-20.Y38.I-18.J0.0;N0540G00X20;N0550G02X38.Y20.I0.0J18;N0560G00Y-20;N0570G02X20.Y-38.I18.J0.0;N0580G00X-2;N0590G02X-35.943Y-28.356I0.0J-18;N0600X-36.583Y-27.I-15.943J-8.356;N0610G03X-41.368Y-23.38I5.528J2.333;N0620G00Z50;N0630M02;凸臺型腔的加工程序N0010G40G17G49G80G90G54;N0

50、020G91G28Z0.0;N0030T00M06;N0040G00G90X-43.Y-8.245S1000M03;N0050G43Z50.H00;N0060Z3;N0070Z-1;N0080G01Z-4.F500.M08;N0090G03X-40.Y-2.5I4.J-5.745;N0100G01Y0.0;N0110Y20.F100;N0120G02X-20.Y40.I-20.J0.0;N0130G01X20;N0140G02X40.Y20.I0.0J20;N0150G01Y-20;N0160G02X20.Y-40.I20.J0.0;N0170G01X-20;N0180G02X-40.Y-20

51、.I0.0J-20;N0190G01Y0.0;N0200Y2.5;N0210G03X-43.Y8.245I7.J0.0;N0220G00Z-1;N0230Z50;N0240X7.Y-2.362;N0250Z3;N0260Z-1;N0270G01Z-4.F500;N0280G03X2.5Y10.I4.5J-5.362;N0290G01X0.0;N0300X-10.F100;N0310Y-10;N0320X10;N0330Y10;N0340X0.0;N0350X-2.5;N0360G03X-8.245Y7.I0.0J7;N0370G00Z50;N0380M02;型腔內(nèi)部的加工程序N0010G40G

52、17G49G80G90G54;N0020G91G28Z0.0;N0030T04M06;N0040G00G90X-.14Y.671S2000M03;N0050G43Z50.H00;N0060Z3;N0070G01X-.671Z2.858F800.M08;N0080Y-.671Z2.498;N0090X.671Z2.138;N0100Y.671Z1.778;N0110X-.671Z1.418;N0120Y-.671Z1.059;N0130X.671Z.699;N0140Y.671Z.339;N0150X-.671Z-.021;N0160Y-.671Z-.381;N0170X.671Z-.741;N

53、0180Y.671Z-1.1;N0190X-.671Z-1.46;N0200Y-.671Z-1.82;N0210X0.0Z-2;N0220G00X.671;N0230Y.671;N0240X-.671;N0250Y-.671;N0260X0.0;N0270Y-4.671;N0280X4.671;N0290Y4.671;N0300X-4.671;N0310Y-4.671;N0320X0.0;N0330Y-8.671;N0340X8.671;N0350Y8.671;N0360X-8.671;N0370Y-8.671;N0380X0.0;N0390Y-12.671;N0400X10;N0410G03

54、X12.671Y-10.I0.0J-2.671F1600;N0420G00Y10;N0430G03X10.Y12.671I2.671J0.0;N0440G00X-10;N0450G03X-12.671Y10.I0.0J2.671;N0460G00Y-10;N0470G03X-10.Y-12.671I-2.671J0.0;N0480G00X0.0;N0490X-9.5Y-9.671;N0500G03X-2.5Y-16.671I-7.J0.0F800;N0510G01X0.0;N0520G00X10;N0530G03X16.671Y-10.I0.0J-6.671F1600;N0540G00Y10;

55、N0550G03X10.Y16.671I6.671J0.0;N0560G00X-10;N0570G03X-16.671Y10.I0.0J6.671;N0580G00Y-10;N0590G03X-10.Y-16.671I-6.671J0.0;N0600G00X2.5;N0610G03X8.245Y-13.671I0.0J-7;N0620G00Z1;N0630X-4.Y1.541;N0640G01Y-4.Z-.485F800;N0650X4.Z-2.628;N0660Y0.0Z-3.7;N0670G00Y4;N0680X-4;N0690Y-4;N0700X4;N0710Y0.0;N0720X8;N0730Y8;N0740X-8;N0750Y-8;N0760X8;N0770Y0.0;N0780X12;N0790Y8;N0800Y10;N0810G03X10.Y12.I2.J0.0F1600;N0820G00X8;N0830X-8;N0840X-10;N0850G03X-12.Y10.I0.