毕业设计零件加工.docx
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毕业设计零件加工
开题报告
课题名称：
零件的数控铣加工工艺设计及编程加工
院系名称：
甘肃机电职业技术学院专业：
数控技术
班级：
G102201班学生姓名：
一．课题研究的意义
课题研究的零件设计到了铣削面、铣削轮廓、挖槽、钻孔等需要多道工序才能完成，全面复习和巩固数控铣削加工基本知识，并运用所学知识解决实际设计问题、提高分析问题、解决问题的能力。
掌握各种手册、文献资料在设计中的运用方法。
本课题针对零件总体的工艺设计、主要工序的数控加工工艺设计及实际的加工训练，全面了解了壳体类零件的加工要求和总体生产过程、质量的控制及保证措施。
二．发展情况
近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。
数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。
具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。
数控机床在各个机械制造业已成为大、中型企业的主要技术装备。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现自动的化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
三.数控加工工艺设计过程
（一）.数控加工工艺设计准备
1选择并决定数控加工的内容
该设计零件设计到了轮廓铣削、挖槽加工、钻孔、圆弧等；加工内容设计随广但并不复杂，是典型的适合数控铣削类加工的盒体零件。
一般的铣床都可以完成，因为要用多把刀才可完成为了提高加工效率所以选用加工中心。
2对零件图进行数控加工工艺分析
该课题零件图纸标注完整，很适合数控加工，主要加工的有直径为16的三个深孔和不规则槽和几个高度不等的凸台等，：
.：
-16_0Tmm孔的表面粗糙度要求较高达到Ra1.6口其余加工表面的表面粗糙度要求一般。
（二）机床选择
不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择机床，数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。
数控立式镗、铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件以及模具的内外型腔。
数控卧式镗、铣床和卧式加工中心适于加工各种复杂的箱体零件、泵体、阀体、壳体等。
多坐标联动的卧式加工中心还可用于加工各种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等。
该课题零件尺寸不大加工也不是很难，因为需要换约4把刀来加工，而机床自动换刀可提高加工效率，再加上学校的实习资源有限，所以选用法那科加工中心。
（三）加工工序的划分由于课题零件内部要大量除料，该零件内型腔加工工序按刀具集中法进行加工且少留加工余量然后进行先粗后精的工工序进行加工取得合适的精度，对于外形只需先粗后精即可。
（四）加工顺序的安排根据上述工序的划分方法，该案例零件先加工外形然后加工内型腔、钻孔等。
（五）装夹方案及夹具选择该案例零件前后左右结构对称，选用方形毛坯并且最大尺寸为180，在
平口台虎钳的装夹范围之内，所以选一光整的面为定位基准，用虎钳装夹进行加工。
（六）刀具选择
加工该零件选用直径①20面铣刀加工毛坯表面、两角的台阶；直径为
①12的立铣刀来加工凹槽、内型腔；直径为①6的球头铣刀倒角；再选
用①6中心钻和直径为14的钻头加工孔；①12的镗刀镗孔。
（七）零件数控程序设计该课题零件标注清晰坐标标注完整，所以加工该零件时通过手工编程完成图纸上的走到路线，其他多余部分通过自动编程来完成。
（八）确定切削用量规划进给路线并进行零件加工。
该课题零件加工时先对表面进行处理至图纸要求尺寸然后依次加工两角平台、挖深度为10mm的槽、内型腔、钻孔、倒角。
四.课题研究的进度
序号
起止时间
计划完成内容
1
2012.11.12—17
文献搜集、译文、撰写开题报告
2
11.18—11.24
零件加工工艺分析
3
11.26—12.01
］零件加工工乙分析与设计过程
4
12.03—12.08
刀具、设备、夹具的选用数控加工工艺卡片
5
12.10—12.15
程序设计
6
12.17—12.22
试制加工、工艺评估
8
12.24—12.29
资料整理、论文答辩
五•参考书目
《数控加工工艺规划》
《机械加工工艺手册》
《金属切削刀具》
《机械加工工艺设计手册》
《机械制造基础》
《数控编程与加工技术》
译文
NUMERICALCONTROLS技术
NUMERICALCONTROLNUMERICAL
Numericalcontrol（N／C）isaformofprogrammableautomationinwhichtheprocessingequipmentiscontrolledbymeansofnumbers，letters，andothersymbols．Thenumbers，letters，andsymbolsarecodedinanappropriateformattodefineaprogramofinstructionsforaparticularworkpartorjob．Whenthejobchanges，theprogramofinstructionsischanged．ThecapabilitytochangetheprogramiswhatmakesN／Csuitableforlow-andmedium-volumeproduction．Itismucheasiertowriteprogramsthantomakemajoralterationsoftheprocessingequipment．Therearetwobasictypesofnumericallycontrolledmachinetools：
point—to—pointand
continuous—path（alsocalledcontouring）．Point—to—pointmachinesuseunsynchronizedmotors，withtheresultthatthepositionofthemachiningheadCanbeassuredonlyuponcompletionofamovemen，torwhileonlyonemotorisrunning．Machinesofthistypeareprincipallyusedforstraight—linecutsorfordrillingorboring．TheN／Csystemconsistsofthefollowingcomponents：
datainput，thetapereaderwiththecontrolunit，feedbackdevices，andthemetal—cuttingmachinetoolorothertypeofN／Cequipment．Datainput，alsocalled“man—to—controllink”，maybeprovidedtothemachinetoolmanually，orentirelybyautomatic
means．Manualmethodswhenusedasthesolesourceofinputdataarerestrictedtoarelativelysmallnumberofinputs．Examples
ofmanuallyoperateddevicesarekeyboarddials，pushbuttons，
switches，orthumbwheelselectors．Thesearelocatedonaconsolenearthemachine．Dialsaleanalogdevicesusuallyconnectedtoasyn-chro-typeresolverorpotentiometer．Inmostcases，pushbuttons，switches，andothersimilartypesofselectorsayedigitalinputdevices．Manualinputrequiresthattheoperatorsetthecontrolsforeachoperation．Itisaslowandtediousprocessandisseldomjustifiedexceptinelementarymachiningapplicationsorinspecialcases．Inpracticallyallcases，informationisautomaticallysuppliedtothecontrolunitandthemachinetoolbycards，punchedtapes，orbymagnetictape．Eight—channelpunchedpapertapeisthemostcommonlyusedformofdatainputforconventionalN／Csystems．Thecodedinstructionsonthetapeconsistofsectionsofpunchedholescalledblocks．Eachblockrepresentsamachinefunction，amachiningoperation，oracombinationofthetwo．TheentireN／Cprogramonatapeismadeupofanaccumulationofthesesuccessivedatablocks．
Programsresultinginlongtapesallwoundonreelslikemotion-picturefilm．Programsonrelativelyshorttapesmaybe
continuouslyrepeatedbyjoiningthetwoendsofthetapetoformaloop．Onceinstalled，thetapeisusedagainandagainwithout
furtherhandling．Inthiscase，theoperatorsimplyloadsandunloadstheparts．Punchedtapesalepreparedontypewriterswithspecialtape—punchingattachmentsorintapepunchingunitsconnecteddirectlytoacomputersystem．Tapeproductionisrarelyerror-free．Errorsmaybeinitiallycausedbythepartprogrammer，incardpunchingorcompilation，orasaresultofphysicaldamagetothetapeduringhandling，etc．Severaltrialrunsareoften
necessarytoremoveallerrorsandproduceanacceptableworkingtape．Whilethedataonthetapeisfedautomatically，theactualprogrammingstepsaledonemanually．Beforethecodedtapemaybeprepared，theprogrammer，oftenworkingwithaplanneroraprocessengineer,mustselecttheappropriateN／Cmachinetool，determinethekindofmaterialtobemachined，calculatethespeedsandfeeds，anddecideuponthetypeoftoolingneeded.Thedimensionsonthepartprintarecloselyexaminedtodetermineasuitablezeroreferencepointfromwhichtostarttheprogram．Aprogrammanuscriptisthenwrittenwhichgivescodednumericalinstructionsdescribingthesequenceofoperationsthatthemachinetoolisrequiredtofollowtocuttheparttothedrawingspecifications．Thecontrolunitreceivesandstoresallcodeddatauntilacompleteblockofinformationhasbeenaccumulated．Ittheninterpretsthecodedinstructionanddirectsthemachinetoolthroughtherequiredmotions．Thefunctionofthecontrolunit
maybebetterunderstoodbycomparingittotheactionofadialtelephone，where，aseachdigitisdialed，itisstored．Whentheentirenumberhasbeendialed，theequipmentbecomesactivatedandthecalliscompleted．Siliconphotodiodes，locatedinthetapereaderheadonthecontrolunit，detectlightasitpassesthroughtheholesinthemovingtape．Thelightbeamsareconvertedto
electricalenergy，whichisamplifiedtofurtherstrengthenthesignal．Thesignalsarethensenttoregistersinthecontrolunit,whereactuationsignalsarerelayedtothemachinetooldrives．数控技术数控技术数控技术数控技术数控是可编程自动化技术的一种形式，通过数字、字母和其他符号来控制加工设备。
数字、字母和符号用适当的格式编码为一个特定工件定义指令程序。
当工件改变时，指令程序就改变。
这种改变程序的能力使数控适合于中、小批量生产，写一段新程序远比对加工设备做大的改动容易得多。
数控机床有两种基本形式：
点位控制和连续控制（也称为轮廓控制）。
点位控制机床采用异步电动机，因此，主轴的定位只能通过完成一个运动或一个电动机的转动来实现。
这种机床主要用于直线切削或钻孔、镗孔等场合。
数控系统由下列组件组成：
数据输入装置，带控制单元的磁带阅读机，反馈装置和切削机床或其他形式的数控设备。
数据输人装置，也称“人机联系装置”，可用人工或全自动方法向机床提供数据。
人工方法作为输人数据唯一方法时，只限于少量输入。
人工
输入装置有键盘，拨号盘，按钮，开关或拨轮选择开关，这些都位于机床附近的一个控制台上。
拨号盘通常连到一个同步解析器或电位计的模拟装置上。
在大多数情况下，按钮、开关和其他类似的旋钮是数据输入元件。
人工输入需要操作者控制每个操作，这是一个既慢又单调的过程，
除了简单加工场合或特殊情况，已很少使用。
几乎所有情况下，信息都是通过卡片、穿孔纸带或磁带自动提供给控制单元。
在传统的数控系统中，八信道穿孔纸带是最常用的数据输入形式，纸带上的编码指令由一系列称为程序块的穿孔组成。
每一个程序块代表一种加工功能、一种操作或两者的组合。
纸带上的整个数控程序由这些连续数据单元连接而成。
带有程序的长带子像电影胶片一样绕在盘子上，相对较短的带子上的程序可通过将纸带两端连接形成一个循环而连续不断地重复使用。
带子一旦安装好，就可反复使用而无需进一步处理。
此时，操作者只是简单地上、下工件。
穿孔纸带是在带有特制穿孔附件的打字机或直接连到计算机上的纸带穿孔装置上做成的。
纸带制造很少不出错，错误可能由编程、卡片穿孔或编码、纸带穿孔时的物理损害等形成。
通常，必须要试走几次来排除错误，才能得到一个可用的工作纸带。
虽然纸带上的数据是自动进给的，但实际编程却是手工完成的，在编码纸带做好前，编程者经常要和一个计划人员或工艺工程师一起工作，选择合适的数控机床，决定加工材料，计算切削速度和进给速度，决定所需刀具类型，仔细阅读零件图上尺寸，定下合适的程序开始的零参考点，然后写出程序清单，其上记载有描述加工顺序的编码数控指令，机床按顺序加工工件到图样要求。
控制单元接受和储存编码数据，直至形成一个完整的信息程序块，然后解释数控指令，并引导机床得到所需运动。
为更好理解控制单元的作用，可将它与拨号电话进行比较，即每拨一个数字，就储存一个，当整个数字拨好后，电话就被激活，也就完成了呼叫。
装在控制单元里的纸带阅读机，通过其内的硅光二极管，检测到穿过移动纸带上的孔漏过的光线，将光束转变成电能，并通过放大来进一步加强信号，然后将信号送到控制单元里的寄存器，由它将动作信号传到机床驱动装置。
毕业设计任务书
（1）
开题报告（3）
译文（7）
目录（13）
一论文
（一）数控加工技术的发展史（14）
（二）数控加工工艺的相关概念（17）
（三）零件加工工艺性分析及总体加工工艺安排（19）
（四）零件加工工艺过程分析与设计（24）
（五）刀具设备的的选用、装夹方案及工艺参数的确定、数控加工工艺卡片（29）
（六）Mastercam绘图及程序编制清单（32）
（七）参考文献（37）
（八）致谢（38）
论文
（一）数控加工技术的发展历程
1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作，历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名“NumericalControl”。
1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，即可生成NC程序的自动编程语言。
1959年美国Keaney&Trecker公司开发成功了带刀库，能自动进行刀具交换，一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床，这就是数控机床的新种类——加工中心。
1968年英国首次将多台数控机床、无人化搬运小车和自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，这就是柔性制造系统FMS。
1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从此CNC计算机数控系统）软线数控技术随着计算机技术的发展得以快速发展。
1976年美国Lockhead公司开始使用图像编程。
利用CAD计算机辅助设计）绘出加工零件的模型，在显示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获得NC程序。
DNC直接数控）技术始于20世纪60年代末期。
它是使用一台通用计算机，直接控制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、多工序的自动加工。
DNC群控技术是
FMS柔性制造技术的基础，现代数控机床上的DNC接口就是机床数控装
置与通用计算机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床之间实现通讯用的接口。
随着DNC数控技术的发展，数控机床已成为无人控
制工厂的基本组成单元。
20世纪90年代，出现了包括市场预测、生产决策、产品设计与制造和销售等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS。
其中，数控是其基本控制单元。
20世纪90年代，基于PC-NC的智能数控系统开始得到发展，它打破了原数控厂家各自为政的封闭式专用系统结构模式，提供开放式基础，使升级换代变得非常容易。
充分利用现有PC机的软硬件资源，使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。
我国虽然早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因，一直没有取得实质性成果。
20世纪70年代初期，曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件，性能不稳定，可靠性差。
1980年北京机床研究所引进日本FANUC57、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的DynapthLTD10数控系统。
在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MNC864数控系统。
“八五”期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的“数控技术攻关”，从而为数控技术产业化建立了基础。
20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PC-NC的HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数控机床在国际上的竞争力度。
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