毕业论文数控铣典型零件加工.docx
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毕业论文数控铣典型零件加工
数控技师毕业论文
课题名称数控铣典型零件加工
一、绪论………………………第3页
二、二维图……………………第7页
三、三维图……………………第8页
四、零件的加工分析…………第10页
五、选择设备…………………第15页
六、切削用量的选择…………第16页
七、刀具选择…………………第17页
八、数控加工工艺卡…………第18页
九、零件粗精加工自动编程…第21页
一十、刀具轨迹路线……………第24页
一十一、设计小结…………………第25页
一十二、参考文献…………………第27页
绪论
数字控制，简称NC，是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动控制技术。
数字控制系统有如下特点：
1）可用不同的字节表示不同的精度的信息，表达信息准确。
2）可进行逻辑、算术运算，也可以进行复杂的信息处理。
3）可不用改动电路或机械机构，通过改变软件来改变信息处理的方式过程，具有柔性化。
数控设备是采用数控系统实现控制的机械设备，其操作命令是用数字或数字代码的形式来描述，工作过程是按照指定的程序自动地进行的。
装备了数控系统的机床称子为数控机床。
数控机床是数控设备的典型代表，其他数控设备包括数控雕刻机、数控火焰切割机、数控测量机、数控绘图机、数控插件机、电脑绣花机、工业机器人等。
CNC系统具有如下优点：
1.柔性强对于CNC系统，若需改变其控制功能，只要改变其相应的控制程序即可。
因此，CNC系统具有很强的灵活性——柔性。
2.可靠性高在CNC系统中，加工程序通常是一次性输入存储器，许多功能均由软件实现，硬件采用模块结构，平均无故障率很高，如FANUC公司的数控系统平均无故障已达到23000h.
3.易于实现多功能复杂程序控制由于计算机具有丰富的指令系统，能进行复杂的运算处理，实现多功能、复杂程序控制。
4.具有较强的网络通信功能随着数控技术的发展，实现不同或相同类型数控设备的集中控制，CNC系统必须具有较强的网络通信功能，便于实现直接数控（DNC,DirectNumericalControl）、柔性制造单元（FMC,FlexibleManufacturingCell）计算机集成制造系（CLMS,ComputerIntegratedManufacturingSystem）等。
具有自诊断功能较先进的数控系统自身具备故障诊断程序，具有自诊断功能，能及时发现故障，便于设备功能修复，大大提高了生产效率。
一数控系统的发展方向
1.高速、高精度
数控系统的高速度表现为在相同的最小移动量的情况下可以混的较高的移动速度。
高速度主要取决于数控装置数据处理的速度，采用高速CPU是提高数控装置速度的最有效手段。
日本FANUC公司所有最新型号的CNC系统已从32位微处理器，主机频率由30MHz提高到2.8G。
该公司的FS15数控系统采用32机，最小位移单位0.1μm的情况下最大进给速度达到了100m/min.FS16和FS18数控系统采用了简化与减少控制基本指令的精减指令计算（RISC,ReducedInstructionSetComputer）,它能进行高速度的数据处理，指令速度可达到100万条指令/s。
一个程序段的处理时间可以达0.5ms,在连续1mm的移动指令下能实现的最大进给速度120m/min。
在数控设备高速化下，提高主轴转速占有重要地位，主轴高速化的手段是直接将电动机与主轴联结成一体，从而将主轴转速提高到40000~50000r/min,最高转速可100000~120000
r/min,使得切削时间缩短了80%。
2.伺服系统啊方面
1）采用数字伺服系统使伺服电动机的位置环、速度的控制都实现了数字化。
2）采用现代控制理论提高跟随精度当数控系统发出位置指令后，由于机械部分不能很快响应而会产生滞后现象，影响了加工精度。
3）采用高分辨率的位置编码器一般交流伺服电动机轴上装有回转编码器，用来检测电动机的角位移。
3.实现多种补偿功能
数控系统能实现多种补偿功能，提高数控机床的加工精度和动态特性。
数控系统的补偿功能主要用来补偿机械系统带来的误差。
例如：
1）直线度的补偿随着某一轴的运动，对另一轴加以补偿，提高机床工作台运动的直线度。
2）采用新的丝杠导程误差补偿用几条近似线表示导程误差，仅对其中几个点进行补偿。
此法可减少补偿数据的设定点数，使补偿方法大为简化。
3）丝杠、齿轮间隙补偿。
4）热变形误差补偿这种补偿方法用来补偿由于机床热变形而产生的机床几何位置变化所引起的加工误差。
5）刀具长度、半径补偿。
6）存储型补偿
二数控机床的特点
1.加工精度高
2.生产效率高
3.对加工对象的适应性强
4.良好的经济效益
5.自动化程度
二维图
件1
件2
三维图
件一：
件二：
三
三
零件的工艺分析
一、加工方法的选择
在分析工件精度，形状及其它技术条件的基础上，考虑工件是否适合于数控机床上进行加工。
二、加工工序的划分
一般划分原则是：
1.按粗精加工工序划分工序
2.按先面后孔划分工序
3.按所用刀具划分工序
三、工件的装夹方式
数控机床上进行工件定位安装与普通机床一样，也要合理选择定为基准和夹紧方案。
四、对到点和换到点的确定
“对到点”是指数控加工时，刀具相对工件运动的起点，这个起点也是编程时程序的起点，因此“对到点”也称“程序起点”或“起到点”。
在编程时应该正确选择对到点的位置。
选择的原则：
1）选定对到点的位置，应便于数学处理和使用程序编制简单。
2）在数控机床容易找正。
3）加工过程中便于检查。
4）可以减少加工误差，使他向减少误差的方向趋近。
五、进给路线的选择
进给路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。
六、刀具及切削用量的选择
1）刀具的选择由于在数控机床上是根据编好的程序自动加工的，主轴转速也比普通机床的转速高，因此，合理选择刀具尤为重要。
2）切削用量的确定切削用量是指主轴转速，进给速度和背吃道亮主轴转速要根据允许的切削速度来确定
n=1000v/ЛD
V-----切削速度（m/min）
D-----工件或刀具直径（mm）
n------主轴转速（r/min）
3）背吃刀量的确定背吃刀量的确定主要受机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统刚度的影响。
以下为此图加工工序
首先对工件1正面进行加工：
1.装夹圆柱体直径为91mm，高度为34mm的毛坯，铣出一个工艺台阶，保证工件的垂直度和平行度。
2.将工件装夹在台虎钳上，再用面铣刀铣削工件表面。
3.准备刀具，分别为直径为10mm的四刃立铣刀，直径为60mm的面铣刀，直径为8mm的两刃立铣刀，直径为3mm的中心钻，直径为11.8mm和9.8mm的钻头。
然后将所有刀具进行对刀。
4.依据图所示，对工件进行分析，首先对工件的外轮廓进行粗加工
5.用直径为10mm的立铣刀粗铣深5mm的除四个小台阶的余料。
6.挖深18mm的四个小凹槽。
7.换直径3mm的中心钻，对三个孔进行点钻，保证三个孔的位置精度。
8.换直径9.8mm的钻头，对两个10mm的孔进行昝孔，驱去除余料。
9.利用直径11.8的钻头，对中间孔26mm孔进行深孔逐钻
10.换上直径10mm的立铣刀粗铣孔26的周边余料，预留0.2mm进行精加工。
11.换直径为8mm的立铣刀对工件外形精加工，保证其外形的尺寸在误差范围内。
12.对四个小凸台精加工。
13.对四个小凹槽精加工，保证其表面粗糙度。
14.而后再对两个10mm和一个26mm的孔进行精加工。
15.加工完所有外形后，利用自动编程中的曲面加工对其四个倾斜角度为82度的小凸台加工。
16.卸下工件，去除毛刺，自我检查。
工件1的反面加工：
1.装夹工件，将工件夹紧。
2.用直径为60mm的面铣刀将工件厚度铣削到位，保证表面粗糙度。
3.对工件找正，将所有刀具对刀。
4.粗铣深11mm的多边形凸台。
5.然后对两个小圆弧加工。
6.换上8mm的立铣刀对多边形凸台和两个小圆弧进行精修。
7.用直径6mm的倒角刀对直径为26的圆孔倒角。
8.卸下工件，去除毛刺，自我检查。
工件2的正面加工：
1.装夹直径为91mm的圆柱体45号刚的毛坯，铣出工艺台阶，保证工件垂直度和平行度。
2.夹紧毛坯的两个工艺台阶，用面铣刀铣削工件表面。
3.对工件找正并将刀具进行对刀。
4.粗铣工件外形，快速去除余料。
5.粗铣深12mm的多边形凹槽和深14mm的圆凹槽。
6.粗铣深10mm的凹台。
7.对所有外形尺寸进行精加工。
8.对圆凸台和多边形凹槽倒角。
9.卸下工件，去除毛刺，检查所有尺寸是否在公差范围内。
工件2反面加工：
1.夹住工件，将工件厚度铣削到29mm。
2.将工件分中，把所有刀具进行对刀。
3.粗铣三角形凸台。
4.粗铣三个凹槽，将其铣通。
5.将所有外形尺寸精加工，保证尺寸精度。
6.卸下工件，去除毛刺，自我检查。
工件2侧面加工：
1.装夹工件，保证工件的垂直度和平行度。
2.用直径6mm的立铣刀加工小凹槽。
3.对小凹槽精加工。
4.卸下工件，去除毛刺，自我检查。
选择设备
法那克系统VDL－1000型号数控机床
切削用量的选择
在借助CAM软件进行数控编程的过程中，刀具的选择和切削用量的确定是十分重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，甚至可以决定着机床功效的发挥和安全的顺利进行。
所以，在编制加工程序时，选择合理的刀具和切削用量，是编制高质量加工程序的前提。
1.切削用量是指主轴转速、进给速度和背吃刀量
2.编程时程序员要将切削用量各参数编入程序或者加工前预先调整好机床的转速。
确定切削用量各参数应根据机床说明书、手册中的有关规定来进行或根据经验采用类比法来确定。
3.主轴转速要根据允许的切削速度来确定
n=1000v/ΠD
式中v-切削速度（m/min）,由刀具寿命来确定D-工件或刀具直径（mm）
n-主轴转速（r/min）
进给速度主要受工件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件材料的影响，最大进给速度还受到机床刚度和进给系统性能的制约。
在加工精度、表面粗糙度质量要求高时，进给速度值应取小些，一般在20-50mm/min范围内选取。
4.背吃刀量的确定背吃刀量的确定主要受机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统刚度的影响。
在系统刚度允许的情况下，尽量选择背吃刀量等于加工余量，以减少加工次数、提高加工效率。
对加工精度和表面粗糙度质量要求较高的工件，应留一点儿加工余量，最后进行精加工。
刀具选择
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
四刃立铣刀
直径10mm
把
1
2
面铣刀
直径60mm
把
1
3
三刃立铣刀
直径8mm
把
1
4
中心钻
直径3mm
把
1
5
钻头
直径11.80mm
把
1
6
钻头
直径9.8mm
把
1
7
倒角刀
直径6mm
把
1
8
铰刀
直径10mm
把
1
数控加工工艺卡
南京工程学院
机械加工工艺卡
产品名称
铣类
图号
零件名称
件1
共页
第页
材料种类
45刚
材料牌号
45
毛坯尺寸
铣间数控加中心
工序
工种
工步
工序内容
F
S
T
工艺装备
夹具
刀具
量具
1
面铣
1
铣削平面
200
500r/min
机用台钳
60mm面铣刀
游标卡尺
2
铣削
1
铣削外型
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
3
挖槽
1
依照图纸尺寸铣出四个凸台
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
4
铣削
4
用螺旋式渐降斜插铣削四个凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
5
点孔
3
点出三个孔的中心
50
600r/min
机用台钳
3mm中心钻
游标卡尺
6
钻铰孔
2
钻铰直径10mm的孔
50
600r/min
机用台钳
9.8钻头10mm铰刀
游标卡尺
7
钻孔
1
铣削直径26mm的孔
50
600r/min
机用台钳
11.80mm钻头
游标卡尺
8
铣削
1
铣削直径26mm的孔
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
9
精铣
10
精铣所有外形尺寸
500
2500r/min
机用台钳
8mm立铣刀
游标卡尺
10
曲面精加工
4
铣削四个倾斜凸台
800
1200r/min
机用台钳
8mm立铣刀
游标卡尺
11
面铣
1
将工件调面，铣削平面
200
500r/min
机用台钳
60mm面铣刀
游标卡尺
12
铣削
1
铣削外形
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
13
铣削
1
铣削多边形凸台
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
14
铣削
1
铣削两段小凹弧
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
15
精铣
3
精加工所有外形尺寸
500
2500r/min
机用台钳
8mm立铣刀
游标卡尺
16
倒角
1
通孔26mm的孔倒角
200
1200r/min
机用台钳
6mm倒角刀
游标卡尺
编制
审核
批准
共页
第页
南京工程学院
机械加工工艺卡
产品名称
铣类
图号
零件名称
件2
共页
第页
材料种类
45刚
材料牌号
45
毛坯尺寸
铣间数控加中心
工序
工种
工步
工序内容
F
S
T
工艺装备
夹具
刀具
量具
1
面铣
1
铣削平面
200
500r/min
机用台钳
60mm面铣刀
游标卡尺
2
铣削
1
铣削外型
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
3
挖槽
1
挖深10mm的凹台
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
4
挖槽
1
挖深12mm多边形凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
5
面铣
1
将小凸台铣掉2mm
200
500r/min
机用台钳
60mm面铣刀
游标卡尺
6
挖槽
1
挖出多边形凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
7
挖槽
1
挖出圆形凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
8
精铣
5
将所有尺寸精加工
500
2500r/min
机用台钳
8mm面铣刀
游标卡尺
9
倒角
2
多边形凹槽和圆凸台
200
1200r/min
机用台钳
6mm倒角刀
游标卡尺
10
面铣
1
将工件调面,铣削平面
200
500r/min
机用台钳
60mm面铣刀
游标卡尺
11
挖槽
1
铣削三角形凸台周边的余料
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
12
铣削
3
铣削三个圆凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
13
精铣
4
将所有外形精加工
500
2500r/min
机用台钳
8mm立铣刀
游标卡尺
14
铣削
1
将工件调面，铣削侧面的圆凹槽
200
800r/min
机用台钳
10mm立铣刀
游标卡尺
15
精铣
1
精加工所有外形尺寸
500
2500r/min
机用台钳
8mm立铣刀
游标卡尺
编制
审核
批准
共页
第页
自动编程
O0001
（PROGRAMNAME-件1）
（DATE=DD-MM-YY-20-12-11TIME=HH:
MM-10:
46）
N100G21
N102G0G17G40G49G80G90
（TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-10.）
N104T1M6
N106G0G90G54X0.Y0.A0.S800M3
N108G43H1Z50.M8
N110Z2.
N112G1Z-3.5F100.
N114G0X33.215Y-45.5
N116G1X28.215F400.
N118X-28.215
N120X-33.215
N122Z-7.F100.
N124G0X33.215
N126G1X28.215F400.
N128X-28.215
N130X-33.215
N132Z-5.F5000.
N134G0Z50.
N136Y45.5
N138Z2.
N140G1Z-3.5F100.
N142X-28.215F400.
N144X28.215
N146X33.215
N148Z-1.5F5000.
N150G0Z50.
N152X-33.215
N154Z-1.5
N156G1Z-7.F100.
N158X-28.215F400.
N160X28.215
N162X33.215
…………………………………
…………………………………
（TOOL-7DIA.OFF.-7LEN.-7DIA.-6.）
N2064T7M6
N2066G0G90G54X8.45Y-2.A0.S1000M3
N2068G43H7Z50.
N2070Z2.
N2072G1Z-2.5F100.
N2074G41D7X10.45F300.
N2076G3X12.45Y0.R2.
N2078X-12.45R12.45
N2080X12.45R12.45
N2082X10.45Y2.R2.
N2084G1G40X8.45
N2086Z-.5F5000.
N2088G0Z50.
N2090M5
N2092G91G28Z0.
N2094G28X0.Y0.A0.
N2096M30
O0002
（PROGRAMNAME-件2）
（DATE=DD-MM-YY-20-12-11TIME=HH:
MM-10:
58）
N100G21
N102G0G17G40G49G80G90
（TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-10.）
N104T1M6
N106G0G90G54X26.892Y-45.5A0.S800M3
N108G43H1Z50.M8
N110Z2.
N112G1Z-3.5F100.
N114X21.892F400.
N116X-21.892
N118X-26.892
N120Z-1.5F5000.
N122G0Z50.
N124X26.892
N126Z-1.5
N128G1Z-7.F100.
N130X21.892F400.
N132X-21.892
N134X-26.892
N136Z-5.F5000.
N138G0Z50.
N140Y45.5
…………………………………
…………………………………
N6306X-.483Z-11.5
N6308X-12.Z-11.615
N6310Y6.Z-11.625
N6312X12.Z-11.865
N6314Y7.Z-11.875
N6316X-.483Z-12.
N6318X-12.Z-12.115
N6320Y6.Z-12.125
N6322X12.Z-12.365
N6324Y7.Z-12.375
N6326X-.483Z-12.5
N6328X-12.Z-12.615
N6330Y6.Z-12.625
N6332X12.Z-12.865
N6334Y7.Z-12.875
N6336X-.483Z-13.
N6338X-12.
N6340Y6.
N6342X12.
N6344Y7.
N6346X-.483
N6348G3X-.683Y6.8R.2
N6350G1G40Y6.6
N6352Z-11.F5000.
N6354G0Z50.
N6356M5
N6358G91G28Z0.M9
N6360G28X0.Y0.A0.
N6362M30
刀具轨迹路线
设计小结
这次课题设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。
在老师的谆谆教导下，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。
现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，正向老师说的一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想复印他人或者你想自己胡乱蒙两个人数据上来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。
虽然我已经克服种种困难，但是我还是难免会有些疏忽和遗漏的地方。
完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。
抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。
通过毕业设计，我正在认识到理论和实际结合的重要性，并培养了我综合运用所学的理论知识和实践操纵知识去理性的分析问题和解决问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法。
并进一步巩固，深化的吸收运用所学的细胞理论知识和基本操作技能。
虽然在制作过程中遇到了一些困难，但是通过老师的帮助顺利的攻克了困难，这也让我正在认识到我们要学到的东西还很多。
不是毕业了就代表解放了，不用学习了，那是刚刚要学习的开始。
还有，它提高了我的设计计算，绘图，编写技术要求，数控机床操作，实践加工零件和正确使用技术资料，标准，手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。
由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中没作清楚的地方在所难免，请老师指正批评。
在这里向在这次毕业设计中给予过我鼓励，指导及帮助的老师表示感谢！
参考文献
一《机械制图》
二《CAD/CAM》
三《数控技术》
四《数控编程》
五《数控加工中心基本操作手册》
六《数控加工工艺》
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