基于復雜型面A7V型泵缸體連接殼體零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計與程序編程仿真含NX三維及CAD圖.zip
基于復雜型面A7V型泵缸體連接殼體零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計與程序編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,基于,復雜,A7V,缸體,連接,殼體,零件,數(shù)控,加工,工藝,設(shè)計,程序,編程,仿真,NX,三維,CAD
摘要
數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強的工作，尤其在機械加工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。此次的設(shè)計任務(wù)是對零件的加工工藝設(shè)計與程序編制及加工，利用繪圖軟件AutoCAD將零件的二維圖畫出來,然后用UG軟件畫出三維圖形,再接著設(shè)計幾個方案。方案的關(guān)鍵在于以生成最佳的刀具路徑、利用最短的時間內(nèi)加工出零件,且加工工序最優(yōu),加工出來的零件的工藝符合設(shè)計圖紙的要求。根據(jù)這些要求選擇最佳的加工工藝方案，填寫工藝卡片，工序卡片。用軟件編寫加工程序,并且進行仿真驗證得到加工效果圖。
關(guān)鍵詞：加工工藝；編程；加工
1
Abstract
Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing is the most widely used, so this requires practitioners to have machining process knowledge is very high, CNC programming knowledge and skills. The design task is to the parts processing process design and programming and processing, the drawing software AutoCAD will be out of the picture parts in 2D, and then use UG software to draw the three-dimensional graphics, then several design schemes. The scheme is the key to generate the tool path, the best use of the shortest processing time of parts, and the processing procedure of optimal, processing out of the parts meet the requirements of design drawings. According to the requirements of processing scheme of the best choice, fill in the process cards, process cards. Using software to program the processing procedure, and carries on the simulation verification has been processing effect chart.
Keywords: processing technology; programming; processing
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 本課題研究的背景 1
1.2 數(shù)控設(shè)備的簡介 1
1.3 本論文研究的目的與意義 1
1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 2
2 工藝性分析 3
2.1零件介紹 3
2.2零件加工工藝性分析 4
2.3 零件的技術(shù)要求分析 4
2.4 定位基準的選擇 5
3毛坯與工藝裝配的選擇 6
3.1 毛胚的選擇 6
3.1.1確定毛坯的類型 6
3.1.2毛坯的熱處理 6
3.2加工順序的劃分和加工工藝路線的確定 7
3.2.1加工順序的劃分 7
3.2.2加工工藝路線的確定 7
3.3選擇并確定工藝裝備 9
3.3.1數(shù)控機床的選擇 9
3.3.2夾具的選擇 9
3.3.3刀具的選擇 10
4 工藝參數(shù)選擇 12
4.1刀具參數(shù)的選擇 12
4.2機床實際參數(shù) 16
5 加工工藝文件制定 18
5.1制定工藝文件 18
5.2刀具卡 18
5.3工序卡 18
6 加工程序編制 19
6.1數(shù)控編程的分類 19
6.2數(shù)控編程 19
6.3程序的后處理 27
致謝 29
參考文獻 30
附錄A 31
IV
1 緒論
1.1 本課題研究的背景
隨著科學技術(shù)的進步與發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用已日趨普及，現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù)使得機械制造過程發(fā)生了顯著變化?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)是指高效、優(yōu)質(zhì)的實現(xiàn)產(chǎn)品零件特別是復雜形狀零件加工的有關(guān)理論、方法與實現(xiàn)技術(shù)，它是自動化、柔性化、敏捷化和數(shù)字化制造加工的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控加工過程包括有給定的零件加工要求（零件圖紙、CAD數(shù)據(jù)或?qū)嵨锬Ｐ停┻M行加工的全過程，一般來說，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)兩方面。
數(shù)控工藝與編程加工是以數(shù)控機床加工中的工藝和編程問題為研究對象的一門加工技術(shù)。它以機械制造中的工藝和編程的基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機床的特點，綜合運用多方面的知識解決面臨的數(shù)控加工中的工藝和編程問題。數(shù)控工藝與編程加工的內(nèi)容包括機械加工工藝和數(shù)控加工程序編制的基本知識和基本理論，典型零件加工工藝分析和數(shù)控加工程序編制的方法等。數(shù)控工藝與編程的研究宗旨是如何科學的、最優(yōu)地設(shè)計加工工藝和加工程序，充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，實現(xiàn)在數(shù)控加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗。
1.2 數(shù)控設(shè)備的簡介
本次設(shè)計用到的主要有數(shù)控銑床和加工中心。數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別。數(shù)控銑床是數(shù)控加工中一類重要的機床，它能夠進行銑削、鉆削、鉸孔、攻螺紋孔、切削螺紋等工藝過程；數(shù)控銑削加工中心則進一步具有刀庫和自動換刀機構(gòu)，在工件的一次裝夾中，可以集銑、鉆、鏜等加工為一體，對兩個或兩個以上的表面自動完成加工，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量好，適合箱體、立體曲面、型腔等非回轉(zhuǎn)體的加工。數(shù)控銑削中心又有立式或臥式兩種。數(shù)控銑床及其加工中心的編程有刀具半徑自動補償、刀具長度自動補償和孔加工固定循環(huán)指令。
1.3 本論文研究的目的與意義
通過本次設(shè)計，我們應(yīng)基本掌握數(shù)控加工工藝的基本知識和基本理論，學會針對某一具體工件，掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計方法；初步具有制訂中等復雜程度零件的數(shù)控加工工藝和解決生產(chǎn)中一般工藝問題的能力。使我們了解了數(shù)控工藝與編程技術(shù)已成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)，數(shù)控工藝與編程技術(shù)的應(yīng)用在制造業(yè)中日益普及，極大地推動了計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS），計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）與自動化工廠（FA）的發(fā)展，并已成為現(xiàn)今制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分。通過本次設(shè)計可以使我們更加深刻的認識數(shù)控工藝與編程，現(xiàn)階段發(fā)展存在的問題和需要解決的問題。
1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點
數(shù)控加工工藝與常規(guī)加工工藝在工藝設(shè)計過程和設(shè)計原則上是基本相似的，但是數(shù)控工藝也有不同于常規(guī)加工工藝的特點。由于數(shù)控加工采用了計算機控制系統(tǒng)和數(shù)控機床，使得數(shù)控加工具有自動化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生成率高、周期短、設(shè)備使用費用高等特點。在數(shù)控加工工藝也與常規(guī)加工工藝有一定的差異。
36
2 工藝性分析
2.1零件介紹
以下圖2.1為零件的二維圖紙,若圖紙不清楚詳見附件零件圖
圖2.1零件二維圖
圖2.2零件三維圖
2.2零件加工工藝性分析
該零件材料為HT1500。由圖可知，零件部分結(jié)構(gòu)為不加工面，全部加工面集中在上表面及下表面以及兩側(cè)面。該零件形狀復雜，主要有下表面主要由4-Φ7的孔 Φ48深度14mm的孔。上表面主要有6-Φ7的孔、Φ12H7mm的孔深度為40mm的深孔以及M6深16mm的螺紋孔。Φ30H7的中間深孔。側(cè)表面主要由Φ30的圓柱凸臺，Φ20mm 深度8mm的沉頭孔、Φ12的通孔。前表面的主要特征有2-M6的螺紋孔、Φ12mm深度8mmΦ8的通孔。詳細見零件圖。擬將下表面作為主要定位基準，并在前道工序中加工出來，后用上表面作為基準，加工下表面。該形狀比較簡單，但是工序復雜，表面質(zhì)量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。為了保證加工精度和表面質(zhì)量，根據(jù)毛胚形狀和尺寸，分析采用兩次定位（一次粗定位，一次精定位）裝夾加工完成，按照基準面先主后次、先近后遠、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工。
2.3 零件的技術(shù)要求分析
從圖中分析得知，該零件的技術(shù)要求主要如下：
1.鑄件應(yīng)進行熱處理，清除內(nèi)應(yīng)力
2.未標注邊圓角R1-R3.
2.4 定位基準的選擇
（1）粗基準的選擇：選擇毛坯上下表面中任意一面以及毛坯的外輪廓其中一對邊為粗基準。
（2）精基準的選擇：以底面及銑削后的外輪廓為精基準定位，銑上表面及凸臺，外形，凹槽、孔等部位。
3毛坯與工藝裝配的選擇
3.1 毛胚的選擇
3.1.1確定毛坯的類型
毛坯的金屬成形工藝類型多樣，且每一種毛坯有多種不同的制造方法。常用的毛坯主要有：
（1）鑄件 鑄件常用于形狀較復雜的毛坯；
（2）鍛件 鍛件常用于強度要求高、形狀較簡單的毛坯；
（3）型材 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。
（4）焊接件 焊接件是將型材或板料焊接成所需毛坯，簡單方便生產(chǎn)周期短。但需經(jīng)時效處理消除應(yīng)力才能進行機械加工；
（5）其它毛坯
選擇毛坯時應(yīng)全面考慮下列因素：
（1）零件結(jié)構(gòu)形狀及尺寸；
（2）零件材料及力學性能要求；
（3）現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力；
（4）生產(chǎn)綱領(lǐng)大??；
（5）充分考慮利用新工藝、材料、技術(shù)的性能。
根據(jù)該零件的圖紙要求，本次設(shè)計的零件形狀較為復雜,材料選用HT150鑄造成型。
3.1.2毛坯的熱處理
長期使用經(jīng)驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟上的優(yōu)點，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT20~40，HT25~47，當載荷較大時，采用HT30~54，HT35~61高強鑄鐵。
減速器箱座的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄—焊、鑄—煅—焊、煅—焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進行粗加工，可以部分地減輕大型機床的負荷。
毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。
毛坯鑄造時，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達到規(guī)定的化學成分和機械性能要求。
3.2加工順序的劃分和加工工藝路線的確定
3.2.1加工順序的劃分
當零件的加工質(zhì)量要求較高時，通常不可能在一道工序中完成全部加工的工作，必須分段來進行數(shù)控加工。
根據(jù)零件圖，為了保證精度和配合公差，選擇通過 粗加工-半精加工-精加工 逐步達到圖紙的要求。
粗加工階段 ：主要任務(wù)是切掉大部分余量，提高生產(chǎn)率。
半精加工階段：主要任務(wù)是為了工件主要表面的精加工做為準備，并且完成一些次要的表面的加工要求。
精加工階段：主要的任務(wù)是保證零件主要表面的尺寸精度、位置精度、形狀精度以及表面粗糙度要求。
劃分加工階段的原因：
（1）可以時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，能避免損傷已加工的表面。
（2）便于安排熱處理加工藝。
（3）利于保證加工質(zhì)量。
（4）合理利用設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。
3.2.2加工工藝路線的確定
加工方案擬選擇數(shù)控銑床，先加工下表面
工序：10 鑄造 鑄造
工序：20 清砂 清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等
工序：30 熱處理 人工時效處理
工序：40 銑 銑削零件下表面、內(nèi)孔、鉆孔
工步1 對零件下表面輪廓及Φ48孔進行粗加工留有0.5mm 余量
工步2 對零件下表面輪廓及Φ48孔進行精加工，銑削至圖紙要求
工步3 對4-Φ7的孔進行打中心鉆、鉆孔
工序：50 銑 銑削零件上表面、內(nèi)孔、鉆孔、鉸孔、攻牙
工步1 對零件上表面輪廓及孔進行加工銑削至圖紙要求
工步2 對6-Φ7的孔進行打中心鉆、鉆孔
工步3 對Φ12H7mm的孔進行打鉆孔至Φ11.8mm
工步4 對Φ12H7的孔進行鉸孔至Φ12H7
工步5 鉆M6的底孔
工步6 對M6螺紋孔進行攻牙
工序：60 銑 對側(cè)表面的孔進行粗精加工
工步1 對Φ30的圓柱凸臺外輪廓進行加工至圖紙要求
工步2 對零件鉆Φ12mm 的孔
工步3 銑削零件Φ20深8mm 的孔至圖紙要求
工序：70 銑 對前表面銑面、鉆孔、鉸孔、攻牙
工步1 對2-M6的螺紋孔鉆孔至Φ5mm
工步2 對2-M6的螺紋孔鉆孔進行攻牙
工步3 對Φ12mm深度8mmΦ8的通孔進行鉆孔至7.8mm
工步4 對Φ12mm深度8mm的孔進行銑削加工
工序：80 去毛刺 去毛刺、倒角
工序：90 檢 終檢、入庫
以為為本次零件的安排方案，選擇數(shù)控銑床，先加工下表面的加工順序安排。能滿足對本零件的加工需要，第由于本次零件有復雜的曲面結(jié)構(gòu)，普通銑床無法滿足加工需要。
3.3選擇并確定工藝裝備
3.3.1數(shù)控機床的選擇
一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：
（1）占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；
（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工；
（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。
此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等。總之，要盡量做到合理，達到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用。
通過以上分析 選定數(shù)控機床為 本零件的加工制造的實用機床，可以達到本零件的要求，本零件不是回旋體零件，不適合數(shù)控車床加工，為復雜零件適合數(shù)控銑床來加工，所以選擇數(shù)控銑床。并且零件尺寸不大，在經(jīng)濟性的原則下可以選擇行程較小的銑床。
3.3.2夾具的選擇
數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮以下幾點：
（1）當零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間，節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批生產(chǎn)時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結(jié)構(gòu)簡單。
（2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。
（3）在數(shù)控機床上使用的夾具，要能夠安裝準確，能保證工件和機床坐標系的相對位置和尺寸，力求設(shè)計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一，以減少基準不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。
（4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達到充分提高數(shù)控機床效率的目的。
本次設(shè)計零件形狀結(jié)構(gòu)復雜，普通夾具難以滿足要求，所以將選用專用夾具作為本次零件加工所用的夾具。
該零件在加工的時候，先加工出基準面，然后用壓板和專用芯軸，固定加工需要加工的部位，翻面加工也一樣，運用芯軸來定位，用壓板將零件固定在工作臺面上即可。
3.3.3刀具的選擇
具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。
選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。
在數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下:一是銑刀半徑RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H< (1/4-1/6)RD,以保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,，即直徑為d=2Re=2(R-r)，編程時取刀具半徑為Re=0.95 (Rr)。對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。
目前 ， 數(shù) 控機床上大多使用系列化、標準化刀具，對可轉(zhuǎn)位機夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號對于加工中心及有自動換刀裝置的機床，刀具的刀柄都已有系列化和標準化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標準代號為TSG-JT，直柄刀具系統(tǒng)的標準代號為DSG-JZ,此外，對所選擇的刀具，在使用前都需對刀具尺寸進行嚴格的測量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。
詳細數(shù)控加工刀具見表5.2刀具卡
4 工藝參數(shù)選擇
4.1刀具參數(shù)的選擇
切削加工中，根據(jù)加工要求（加工質(zhì)量、加工效率和加工成本）選用適宜的切削速度、進給量和背吃刀量。、、稱為切削用量三要素。
切削用量的選擇原則：切削用量的選擇，對生產(chǎn)效率、加工成本和加工質(zhì)量均有重要影響。所謂合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質(zhì)量要求和生產(chǎn)效率要求；刀具材料的切削性能；機床性能，包括動力特性（功率、轉(zhuǎn)矩）和運動特性；刀具壽命要求。
選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量；其次根據(jù)機床進給機構(gòu)強度、刀桿剛度等限制條件（粗加工時）或已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡可能大的進給量；最后查表和手冊或根據(jù)公式計算確定切削速度。
（1） 背吃刀量的選擇
粗加工時，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。由于粗加工時是以提高粗產(chǎn)率為主要目標，所以在留出半精加工、精加工余量后，應(yīng)盡量將粗加工余量一次切除。一般可達8～10。當遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時，則應(yīng)充分考慮分幾次走刀切削，背吃刀量應(yīng)依次遞減。
精加工應(yīng)根據(jù)精加工工序余量確定背吃刀量。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.2~0.5mm。
（2） 主軸轉(zhuǎn)速n的選擇
從理論上說，n的值越大越好，這樣不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積卸瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但在實際上由于機床、刀具等的限制，在選擇時應(yīng)高綜合考慮個方面要素，選擇比較適宜的轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)速計算公式為
式中v—切削速度；
d—刀具的直徑；
（3） 進給速度的選擇
粗加工時一般盡量可能的取最大每齒進給速度，每齒進給速度的取值主要考慮刀具的強度，對于立銑刀而言，直徑越大，刀刃數(shù)越多，其刀具強度就越大，允許的每齒進給速度就越大；在一定的每齒進給速度，切削深度、切削寬度的取值過大，將會導致切削力過大，一方面可能會超出機床額定負載或損壞刀具；另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機床額定功率。通常如果切削深度必須取大值的時候，切削寬度就必須取小值。曲面輪廓的精加工的每齒進給速度、切削深度、切削寬度一般比較小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不會超出機床的額定功率。粗加工時，過高的切削速度主要引起溫度和切削功率過大，精加工時過高的切削速度主要受溫度的限制。通常，銑刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允許的極限切削速度也就一定。
進給速度v是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進給量fz(mm/z)的關(guān)系為：
每齒進給量fz的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高，fz越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，fz就越小；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀
本次設(shè)計刀具參數(shù)的選擇如下：
1.T01 可轉(zhuǎn)位面銑刀
刀具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，可用于側(cè)銑，刀具齒數(shù)為3齒。所用參考書為《機械加工工藝手冊》，一下簡稱《手冊》。綜合各方面的因素選擇，v一般可取
粗銑：
精銑：
由公式可得主軸轉(zhuǎn)速為：
粗銑時：
精銑時：
查《手冊》表8-14，可知銑刀每齒的進給量為，可取
粗銑
精銑：
由公式則可得出進給速度為：
粗銑：
精銑：
．
2．T02 硬質(zhì)合金立銑刀
刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。
查《手冊》表8-17，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
粗銑：
精銑：
查《手冊》表8-14，銑刀每齒進給量取值范圍為，取
精銑: ;
粗銑: ;
由公式可得：
粗銑：
精銑：
3．T03 硬質(zhì)合金立銑刀
刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。
查《手冊》表8-17，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
粗銑：
精銑：
查《手冊》表8-14，銑刀每齒進給量取值范圍為，取
精銑: ;
粗銑: ;
由公式可得：
粗銑：
精銑：
4.T04中心鉆
刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)2.
查《手冊》表5-6，v的取值范圍為，取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
查《手冊》表5-6，銑刀每齒進給量范圍為，取。
由公式可得：
5．T05 直柄麻花鉆
刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。
查《手冊》表5-6，可知v取值范圍為，本次設(shè)計??；銑刀每齒進給量取值范圍為，本次取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
由公式可得：
6．T06 直柄麻花鉆
刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。
查《手冊》表5-6，可知v取值范圍為，本次設(shè)計??；銑刀每齒進給量取值范圍為，本次取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
由公式可得：
7．T07 直柄麻花鉆
刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。
查《手冊》表5-6，可知v取值范圍為，本次設(shè)計??；銑刀每齒進給量取值范圍為，本次取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
由公式可得：
4.2機床實際參數(shù)
機床在選擇時，一般可按下列順序考慮：
（1）通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；
（2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇內(nèi)容；
（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。本零件選用XD-40A型數(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表4.3下。
從精度和效率兩方面對數(shù)復雜零件的加工藝進行分析，加工精度必須達到圖紙的要求，同時又能充分合理地發(fā)揮機床的功能，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)以上條件可選擇兩軸半以上的數(shù)控銑床。本零件選用VDL-1000D型數(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表2-1下。
表2-1 VDL-1000D型數(shù)控銑床基本參數(shù)
機床重
4400Kg
最大載重
500kg
工作臺
1000mm長
600mm寬
坐標范圍
X800mm
Y520mm
Z520mm
軸承錐孔
NO.40(7:24)
最大鉆孔直徑
φ32
最大鏜孔直徑
φ100
主軸最高轉(zhuǎn)速
8000r\min
主軸功率
7.5/11kw
X、Y、Z向切削進給速度
0-10000 mm\min
快速進給速度
X24 m\min
Y24 m\min
Z20 m\min
工作電源
380V
5 加工工藝文件制定
5.1制定工藝文件
詳細機械加工工藝過程卡件附錄A
5.2刀具卡
表5.2數(shù)控加工刀具卡片
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
零件圖號
1
序號
刀具號
刀具名稱及規(guī)格
刀具參數(shù)
刀具用處
刀尖半徑
刀具半徑
1
T01
Φ50盤刀
0.8
25
銑平面
2
T02
Φ16立銑刀
8
輪廓粗加工
3
T03
Φ10立銑刀
5
輪廓精加工
4
T04
Φ3中心鉆
1.5
鉆孔
5
T05
Φ7麻花鉆
0.8
3.9
鉆孔
6
T06
Φ11.8麻花鉆
5.9
鉆孔
7
T07
Φ5麻花鉆
2.5
鉆孔
8
T08
M6機用絲錐
3
攻牙
9
T09
Φ12鉸刀
6
鉸孔
編制
審核
批準
共 1 頁
第1 頁
5.3工序卡
詳細機械加工工序卡件附錄A
6 加工程序編制
6.1數(shù)控編程的分類
數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。
（1）手工編程 整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。
（2）自動編程 用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機來實現(xiàn)。
6.2數(shù)控編程
在建好模之后就是加工了， 加工就是對零件圖的幾何元素進行數(shù)據(jù)定義，根據(jù)工藝規(guī)程輸入各種參數(shù)，如：切削深度、每次切深、加工余量、刀具參數(shù)、起刀點、退刀點等各種切削用量和參數(shù)。
用自動化編程軟件UG在計算機上進行刀具位置軌跡 計算，選取控制元素和島嶼等，計算機生成刀位文件。動態(tài)顯示刀具軌跡，刀具軌跡可進行編修。
啟動軟件，進入加工頁面（圖6.1），準備加工零件
圖6.1加工頁面
1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖6.2）選中，輸入刀具體名稱（圖7.2）。點擊選擇進入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖6.3）刀具直徑為16，長度為75mm，刀刃為4。后面的刀具以
圖6.2 圖6.3
2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖6.4）。選中 ，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖6.7），設(shè)置安全距離為10mm，點擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標系。（圖6.6）
圖7.4 圖7.7
圖7.6工件坐標系
3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖6.7）。選中，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖6.8）
圖6.7 圖6.8
點擊指定部件，進入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件（圖6.9）。點擊指定毛坯，進入對話框（圖6.10 ）選中部件偏置3mm，毛坯創(chuàng)建完成。
圖6.9 圖6.10
4.點擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個 型腔銑mill-contour 進入設(shè)置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀。刀軌的設(shè)置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之60每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖（圖6.11）。
圖6.11數(shù)控加工刀路
依照以上加工方法，加工零件的內(nèi)輪廓形狀，如下圖6.12所示
圖6.12內(nèi)輪廓加工
2.鉆孔加工
（一）創(chuàng)建刀具
（1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進入“創(chuàng)建刀具”對話框。
（2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“drill”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“麻花鉆頭（DRILLING-TOOL）”圖標，并輸入刀具名稱DRILLING-TOOLD11，然后單擊“應(yīng)用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。
（二）創(chuàng)建操作
（1）在加工創(chuàng)建工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對話框。
（2）在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“drill”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標PECK-DRILLING啄鉆。
在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱。
在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，指定孔、指定部件表面、指定底面、指定循環(huán)方式、進給和速度，如圖6.13所示。
圖6.13參數(shù)設(shè)置
（3）生成操作，如圖6.14所示。
圖6.14鉆孔刀路圖
選中程序，點擊確定刀軌，選擇2D動態(tài)，點擊開始仿真。出現(xiàn)如下效果，仿真效驗刀路是否正確合理。如圖6.15仿真加工
圖6.15仿真加工
6.3程序的后處理
加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件然后生成機床數(shù)控系統(tǒng)所能接受的數(shù)控代碼。生成G代碼的過程：加工完成后就要生成G代碼了如下
點擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設(shè)定文件名字，點擊確定 即可生成G代碼。如下圖6.16
圖6.16程序后處理
總結(jié)
數(shù)月來，從接到畢業(yè)設(shè)計課題到至今為止，經(jīng)歷了漫長的過程。去圖書館查閱資料，去網(wǎng)上查找資料，開始畢業(yè)設(shè)計到結(jié)束。這是一次綜合性的大考驗。將我這幾年來所學的知識有了空前的融會貫通。我進一步掌握了工藝規(guī)程的制定，編寫數(shù)控程序。同時提高了我的識圖、繪圖能力，查閱文獻，利用各種參考資料和工具書的能力。通過這段時間的畢業(yè)設(shè)計，加深了我對數(shù)控加工過程的感性認識，并很好地培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，也深深體會到了理論聯(lián)系實際的重要性。
由于數(shù)控機床極高效率、高精度和高速化于一身，很好的代表了機床的未來發(fā)展方向。時代和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，要求數(shù)控系統(tǒng)與機床要向更好的水平與層次邁進。這幾年來，國外的數(shù)控系統(tǒng)與制造技術(shù)突飛猛進的大背景下，通過大量的技術(shù)引進，我過現(xiàn)代制造工業(yè)在飛速發(fā)展。同時，我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進水平的差距。我國只有擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)上的數(shù)控核心技術(shù)，才能實現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”和“制造強國”至“工業(yè)強國”。這使國人不得不開始重新思索中國數(shù)控在未來的發(fā)展之路。
畢業(yè)設(shè)計不僅讓我重新溫習了一遍以前所學的知識，它還讓我學會了耐心和虛心,以及遇到問題解決問題的能力，讓我感受到了前所未有的充實。學無止境。這些收獲將在我今后的工作與學習中具有深遠的指導意義。
致謝
這次畢業(yè)設(shè)計中，我體驗到進行數(shù)控編程和數(shù)控工作的快樂，也使我明白今后的路還很長，加工制造業(yè)領(lǐng)域隨著數(shù)控技術(shù)及計算機輔助設(shè)計、分析、制造（ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ）技術(shù)的普及與提高發(fā)生著巨大變化，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為各個制造企業(yè)發(fā)展開拓的重點，也代表著先進的制造技術(shù)，因此我為能夠接觸和學習這方面的知識而感到驕傲！
由于自己的水平有限，這篇文章并不能讓人感到滿意，但作為一名機械專業(yè)的學生，運用所學專業(yè)知識解決實際工作中遇到的問題是檢驗所學的最好方法，本論文是希望從實際工作的角度探討自己對數(shù)控加工一點見解，也希望以此來檢驗我對機械專業(yè)知識學習的運用能力．
在此，我非常感謝指導老師對我的悉心指導，使我在學業(yè)上有了很大的進步，這篇文章是我經(jīng)過反復思考修改完成的，由于自己的知識面有限，在文章可能還有許多不足之處，請老師們予以批評指正，同時論文在老師的指導下理論觀點，布局和寫作方法和實際工作等方面給予我極大的幫助和指導，在此我深表感謝！
最后，感謝大學四年來所有教過我的老師們！感謝指導老師、評閱老師以及答辯組的老師們對本論文的悉心指導，感謝他們默默無聞的奉獻！
參考文獻
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[2] 宋寶玉,吳宗天.機械設(shè)計課程設(shè)計指導書.[M],2006.
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附錄A
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
減速器箱座
零件圖號
01
產(chǎn)品名稱
零件名稱
減速器箱座
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
HT1500
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
夾具
刀具
量具
準終
單件
10
鑄造
鑄造
鑄造
20
清砂
清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等
鑄造
30
熱處理
人工時效處理
熱
40
銑
銑削零件下表面、內(nèi)孔、鉆孔
數(shù)控
數(shù)控銑床
專用夾具
立銑刀、麻花鉆
千分尺、游標卡尺
50
銑
銑削零件上表面、內(nèi)孔、鉆孔、鉸孔、攻牙
數(shù)控
數(shù)控銑床
專用夾具
立銑刀、麻花鉆、鉸刀
千分尺、游標卡尺
60
銑
對側(cè)表面的孔進行粗精加工
數(shù)控
數(shù)控銑床
專用夾具
麻花鉆、鉸刀、絲錐
千分尺、游標卡尺
70
銑
對前表面銑面、鉆孔、鉸孔、攻牙
80
去毛刺
去毛刺、倒角
鉗工
90
檢
終檢、入庫
鉗工
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
減速器箱座
零件名稱
共
4
頁
第
1
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
數(shù)控
40
銑
HT1500
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
數(shù)控銑床
VDL-1000D
01
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
對零件下表面輪廓及Φ48孔進行粗加工留有0.5mm 余量
Φ16立銑刀
995
179
0.2
1
2
對零件下表面輪廓及Φ48孔進行精加工，銑削至圖紙要求
Φ10立銑刀
1592
243
0.2
0.5
3
對4-Φ7的孔進行打中心鉆、鉆孔
立銑刀、Φ7麻花鉆
1020
30.6
0.08
1
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
01
產(chǎn)品名稱
減速器箱座
零件名稱
共
4
頁
第
2
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
數(shù)控
50
銑、鉆、鉸
HT1500
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
型材
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
數(shù)控銑床
VDL-1000D
01
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
對零件上表面輪廓及孔進行加工銑削至圖紙要求
Φ16立銑刀
995
179
0.2
1
2
對6-Φ7的孔進行打中心鉆、鉆孔
立銑刀、Φ7麻花鉆
1000
30
0.08
0.5
3
對Φ12H7mm的孔進行打鉆孔至Φ11.8mm
立銑刀、Φ11.8麻花鉆
675
20
0.05
1
4
對Φ12H7的孔進行鉸孔至Φ12H7
Φ12H7鉸刀
800
20
0.05
1
5
鉆M6的底孔對M6螺紋孔進行攻牙
Φ5麻花鉆M6機用絲錐
1428
40
0.08
1
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
01
產(chǎn)品名稱
減速器箱座
零件名稱
共
4
頁
第
3
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
數(shù)控
60
銑孔
HT1500
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
數(shù)控銑床
VDL-1000D
01
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
0001
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
對Φ30的圓柱凸臺外輪廓進行加工至圖紙要求
Φ16立銑刀
995
179
0.2
1
2
對零件鉆Φ12mm 的孔
Φ11.8麻花鉆
675
20
0.05
1
3
銑削零件Φ20深8mm 的孔至圖紙要求
Φ10立銑刀
1592
243
0.2
0.5
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
01
產(chǎn)品名稱
減速器箱座
零件名稱
共
4
頁
第
4
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
數(shù)控
70
銑孔
HT1500
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
數(shù)控銑床
VDL-1000D
01
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
0001
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
對2-M6的螺紋孔鉆孔至Φ5mm
Φ5mm麻花鉆
1428
42
0.06
1
2
對2-M6的螺紋孔鉆孔進行攻牙
M6機用絲錐
300
150
0.06
1
3
對Φ12mm深度8mmΦ8的通孔進行鉆孔至8mm
Φ7.8mm麻花鉆
1000
30
0.08
0.5
4
對Φ12mm深度8mm的孔進行銑削加工
Φ10立銑刀
1592
143
0.08
0.5
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
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