毕业设计论文零件的数控铣床铣削编程与设计Word文档格式.docx
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确定加工工艺方案
根据上述的的分析，选择加工方案，确定加工顺序，加工路线、装夹方式、切削用量材料等，要求有详细的设计过程和合理的参数（3）
数值计算
根据零件图的尺寸，确定工艺路线及设计的坐标系，计算运动轨迹，得到刀位数据
编写零件加工程序
根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单，写出有关的工艺文件如工序卡、数控刀具卡、刀具明细表、加工工序单等。
（5）仿真加工
校验程序，程序编完后，利用GRAPS主功能，输入毛坯尺寸，对零件进行仿真加工，并判断程序是否正确。
1.3毕业设计的基本内容
1.3.1数控加工工艺设计
零件图的工艺性分析
加工方法的选择
工序的划分
加工路线的安排
（5）
走刀路线及工步顺序
（6）
加工刀具的选择
1.3.2加工程序的编制
（1）加工工艺分析
（2）数值计算
（3）程序校验与首件试切
1.3.3数控操作技能
（1）认知阶段
（2）联系阶段
（3）自动化阶段
2.设计说明书
2.1绪论
1.数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件——机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件，所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。
2.数控编程及其发展
数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。
在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；
然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；
最后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。
因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。
数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。
（1）手工编程。
手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由日人工来完成的。
对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。
但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。
影响数控机床的开动率。
此时必须用自动编程的方法编制程序。
（2）自动变成。
自动编程有两种：
APT软件编程和CAM软件编程。
APT软件是利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。
在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，（有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。
编写人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，宾噶在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数据加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。
CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。
自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写横困难的。
或手工无法编出的程序都能实现。
本设计根据零件的具体加工位置和零件的工艺特点，可以选择手工编程、也可以利用计算机进行自动编程的方式。
2.2工艺分析与选择
2.2.1零件图工艺分析
该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间¢
40孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度要求较高，可采用钻——粗镗——精镗方案，。
两端
¢
13mm和¢
20mm孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11-IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采用钻¢
13mm——扩孔¢
20mm的方案；
平面轮廓常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。
在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采用粗铣——精铣方案。
选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。
2.2.2确定装夹方案
由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸根据零件的结构特点，加工上表面，¢
60mm外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、¢
4H7和一个¢
13mm孔定位，如图2-5示，选择上述装夹方式结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
2.2.3确定加工顺序
加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。
按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）——粗、精加工上表面——¢
60mm外圆及其台阶面——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸40mm.
2.2.4刀具选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
图为一面
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；
加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。
表2-1本设计中刀具的选择：
序号
刀具编号
刀具规格名称
数量
加工表面
刀尖半径/mm
备注
1
T01
125mm硬质合金端面铣刀
铣削上下表面
0.5
2
T02
63硬质合金立铣刀
铣削¢
60外圆极其台阶面
3
T03
38钻头
钻¢
40底孔
4
T04
40镗铣刀
镗¢
40内孔表面
0.2
25*25
5
T05
13钻头
钻2*¢
22螺孔
7
T07
25硬质合金立铣刀
铣削外轮廓
编制
翟永永
审核
批准
日期
2.2.5切削用量选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。
切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。
对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：
粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；
半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
孔系加工切削用量见表2。
该零件材料切削性能较好，铣削平面、¢
60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗铣。
确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB）时的切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。
N=1000v/3.14D
确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。
Vf=Fn=Fn*Zn
背吃刀量的选择应根据加工余量确定。
粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。
在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm。
半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm。
精加工时
背吃刀量取为0.2-0.4mm.
表2-2孔系加工刀具与切削用量参数
加工内容
刀具参数
主轴转速S
/（r/min）
进给量f
/（mm/min）
背吃刀量Ap
/mm
01
38钻孔
200
40
19
02
40H7粗镗
镗铣刀
600
0.8
40H7精镗
500
30
03
2mm*¢
13钻孔
6.5
2.2.6
拟定数控切削加工工序卡
把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表3所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作
表2-3数控加工工序卡
单位名称
平顶山工业职业技术学院
产品名称代号
零件名称
零件图号
数控技术毕业设计
端盖
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
平口虎钳和一面两销
XK714D
数控中心
工步号
工步内容
刀具号
/mm
刀具规格
主轴转速
进给速度/mm
背吃刀量
粗铣定位基准面（底面）
125
180
手动
粗铣上表面
精铣上表面
25
04
粗铣¢
60外极其台阶面
63
360
05
精铣¢
06
40H7底孔
38
07
粗镗¢
40H7内孔表面
08
精镗¢
09
粗铣外轮廓
900
11
10
精铣外轮廓
22
4月5日
1页
2.3主要加工程序
2.3.1确定编程原点
铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：
编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。
编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。
对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；
不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。
Z轴方向的零点一般设在工件表面。
本设计选择¢
40圆的圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在工件上表面。
2.3.2按工序编制各部分加工程序:
注（用西门子系统）
（1）选一个200X150X50的毛坯
（2）粗铣定位基准面（底面），采用平口钳装夹，如图3：
在MDI方式下，用¢
125mm平面端铣刀，主轴转速为180r/min，可以用LCYC75指令铣基准面，主要确定几个R参数：
R101=5R102=3R103=0R104=2R116=0R117=0R118=200R119=150
R120=0R121=4R122=100R123=100R124=1R125=1R126=2R127=1
（3）粗铣上表面，将初铣的底面反过来，（注意上表面应露出超过25mm）进行粗铣上表面，进给速度为100mm/min其余与步骤1相同。
（4）精铣上表面，进给速度为25mm/min，其余同步骤1
（5）粗铣¢
60外圆及其台阶面，在手动方式下，用¢
63平面端铣刀，主轴转速为360r/min，粗铣时的横向进给率为100mm/min，纵向进给率为50mm/min，先铣一个¢
62的圆（注意刀具补偿）每刀进4mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上多余的部分都铣掉，再进4mm，直到把铣到20mm处为止，形成如图3的形状；
（6）精铣¢
60的外圆及其台阶，将粗铣时留下的余量铣到，进给率应适当降低一些
（7）钻¢
4循环¢
40H7的底孔，在MDI方式下，用¢
38的钻头，主轴转速为200r/min可以用深孔钻削LCYC83，其中主要R参数：
R101=5R102=3R103=0R104=40R105=1R107=50R108=80R109=2R110=3R111=1
R127=1
（8）粗镗¢
40H7内孔表面，使用镗刀，刀杆尺寸为25X25mm，主轴转速为600r/min
使用LCYC85循环，其主要参数：
R101=5R102=3R103=0R104=40R105=1R107=60R108=100
（9）精镗¢
40H7内孔表面，主轴转速为600r/min
（10）钻2mmX¢
13mm螺孔，在MDI方式下，用¢
40H7的钻头，主轴转速为600r/min。
（11）粗铣外轮廓，装夹方式如图4，在手动方式下，用¢
25mm平面立铣刀，主轴转速为900r/min，主轴转速为360r/min，粗铣时的横向进给率为100mm/min，纵向进给率为50mm/min，先铣一个深4mm的外轮廓（注意刀具补偿）每刀进4mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上多余的部分都铣掉
（12）精铣刀外轮廓，在手动的方式下进行用¢
25mm平面立铣刀，主轴转速为900r/min，在Z轴方向不分层，一次铣到位。
具体编程如下
铣底面，用¢
125应质合金端面铣刀
LI001
N10G94G90G54G17G71
N20S1000M03
N30GOOXOYO
N40Z5
R101=5R102=3R103=0R104=5R116=0R117=0R118=170R119=110
R121=4R122=100R123=50R124=1
R125=1R126=2R127=1
N50LCYC75
N60G00Z40
N70M30
用¢
LI002
N51M30
换刀，用¢
63应质合金立铣刀，对刀
N55G00Z20T2D2
N60G00X30Y30G41
N70G01Z-9
N80G02X30Y30CR=30
N90G01Z-13
N100G02X30Y30CR=30
N105G01Z-17
N110G02X30Y30CR=30
N120G01Z-18.5
N130G02X30Y30
N140G01Z-19
N150G02X30Y30CR=30
N160G00Z5
N165M30
换刀，换¢
38的钻头，对刀
N170G00X0Y0G40T3D1
R101=5R102=3R103=0R104=40R105=1R107=50R108=80R109=2R110=3R111=1
N180LCYC83
N185M30
40H7镗孔刀，对刀
N30GOOXOYO
N190G00Z10T4D1
N200LCYC85
N205M30
13的钻头.对刀
N210G00X80Y0
R101=5R102=3R103=0R104=22R105=1
107=50R108=80R109=2R110=3R111=1
N220LCYC83
N230G00X-80Y0
N240LCYC83
N250G00Z20
N260G00X91Y0G42
N270G01Z-23
N280G02X91Y0CR=11
N290G01Z-27
N300G02X91Y0CR=11
N310G01Z-31
N320G02X91Y0CR=11
N330G00Z5
N340X-91Y0
N350G01Z-23
N360G02X91Y0CR=11
N370G01Z-27
N380G02X91Y0CR=11
N390G01Z-31
N400G02X91Y0CR=11
N410G00Z5
M30
25硬质合金立铣刀，换图
5装夹方式，对刀
N30GOOX0Y0
N420G00X69.24Y-17.11G42
N430G01Z-10
N440G03X69.24Y17.11CR=20
N450G01X13.87Y46.6
N460G03X-13.87Y46.6CR=30
N470G01X-69.24Y17.11
N480G03X-69.24Y-17.11CR=20
N490G01X-13.87Y-46.6CR=30
N500G03X13.87Y-46.6CR=30
N510G01X69.24Y-17.11
N520G01Z-15
N530G
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