机械零件毕业设计定稿典型零件教具数控加工工艺制定及编程.docx
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机械零件毕业设计定稿典型零件教具数控加工工艺制定及编程
毕业设计（论文）
课题：
典型零件教具数控加工工艺制定及编程
课题设计要求
一、任务书
1、结合自己的实习工作岗位，撰写一篇与本人实习工作相关的毕业论文。
2、毕业论文的题目，可根据论文的内容自己拟定。
题目要重点突出论文的要点。
二、课题设计要求
1、毕业论文的写作程序大体分为四个阶段：
（1）拟定写作提纲；
（2）撰写初稿；（3）修改二稿；（4）三稿定稿。
2、论文要有明确的研究对象，要结合自己的实习单位和自己所干的工作写。
3、毕业论文要求观点正确、论证充分、资料翔实、文字流畅简练、布局合理、结构严谨、理论联系实际、有一定的独到见解。
4、论文的正文字数不得少于5000字。
5、毕业论文的排版要符合学院的毕业设计要求：
全部打印、A4纸张，全文一律采用宋体字，按封皮、课题设计要求、评语、内容摘要、关键字、目录、正文、致谢、参考文献的顺序左装订。
设计题目
典型零件教具数控加工工艺制定及编程
指
导
教
师
综
合
阅
评
意
见
平时成绩0~20
材料成绩0~40
指导教师
内容摘要
数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。
它是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是数控技术与机床相结合的产物，它综合了应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术。
利用数控机床加工，其产品加工质量好，加工精度和效率均比普通机床高，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。
它的出现以及所带来的巨大效益引起世界各国科技界和工业界的重视。
随着数控机床已是衡量一个国家机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
需要大批量能熟练掌握数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。
本文论述了选典型零件教具数控加工工艺的制定过程，其中包括图纸分析，材料确定，机床的选择，工件的装夹与定位，刀具的选择，各表面及孔的加工方案，切削用量的确定，并确定最终加工方案。
还有数控加工工序卡和刀具卡的定以及加工程序的编写。
关键字：
数控技术铣削加工工艺数控编程
目录
第一章零件数控加工工艺制定1
1.1零件简图1
1.2零件图的正确性及完整性分析1
1.3毛坯材料尺寸确定1
1.4加工设备的选择2
1.5工件的装夹与定位4
1.6零件加工工艺分析5
1.7拟订并确定加工工艺方案6
第二章刀具尺寸的确定7
1.1铣刀D的选择7
1.2铣刀端刃圆角半径r的选择7
1.3立铣刀几何角度的选择7
1.4数控加工刀具卡7
1.5数控加工工序卡8
第三章加工定位和加工程序9
1.1加工定位仿真图：
9
1.2零件加工编程9
结束语13
致谢14
参考文献15
第一章零件数控加工工艺制定
1.1零件简图
任务设计工艺路线工序，刀具的选择切削参数的确定定位的确定
零件简图
1.2零件图的正确性及完整性分析
经过我对零件图大体分析，可看出材料给出的有俯视图，局部剖和剖视图。
其中包括：
孔的加工，槽的加工，外形的铣削，曲面的加工等。
1.3毛坯材料尺寸确定
该工件材料为45号钢，其具有较高的强度、硬度，良好的耐磨性、塑性、韧性，切削性能较好。
材料选取成型毛坯零件：
130mm*130mm*45mm。
从工件整体上看，该工件结构较简单。
一个矩形板块高为40mm，板块中间有深为43mm的通孔，两边各有一个φ10的通孔。
中间有一椭圆形凸台为6mm。
结构相对比较简单，定位也容易确定。
130mm*130mm*45mm成型毛坯
1.4加工设备的选择
选择机床要考虑以下因素：
1、机床规格应与工件的外形尺寸相适应；2、机床加工精度应与工件加工精度要求相适应；3、机床的生产效率应与工件的生产类型相适应；4、与现有条件相适应；5、机床的加工范围。
一、确定加工设备
根据零件的结构及形状,零件的外形及尺寸,零件的加工精度及表面质量要求，以及学校设备的提供，选择机床的类型，机床的规格，机床的精度等级
加工中心是一种集铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹和切螺纹等多种加工于一体，具有刀库和自动换刀装置的数控机床。
根据工件的尺寸、行程范围、精度要求、工件的加工类型、主电动机功率和加工该工件所需的换刀次数等因素所选立式加工中心。
因为立式加工中心的主轴轴心线在空间处于垂直状态，最适合加工z轴方向尺寸相对较小的单工位工件，且价格方面比卧式加工中心便宜，所以我选择立式加工中心。
我所选的机床型号为：
KT—1300VA型立式加工中心。
该机床的技术参数、规格见下表：
技术参数
规格
备注
工作台工作面尺寸
420X720
mm
工作台最大承重
500
kg
工作行程
X向
510
mm
Y向
410
mm
Z向
460
mm
切削进给速度
1～4000
mm/min
快速移动速度X,Y,Z
40,40,24
m/min
主轴
主轴锥孔
BT40
ISO
主轴转速
35～12000
r/min
主轴端面至工作台的距离
140～600
mm
主轴至立柱导轨距离
460
mm
自动换刀装置
刀库容量
24
把
刀具最大直径（满库）
80
mm
刀具最大长度
249
mm
刀具最大重量
7
kg
换刀时间（刀对刀）
1.5
s
定位精度
+0.005-0.005
mm
重复定位精度
+0.002-0.002
mm
主轴电动机功率
18.5/22
kW
外形尺寸
长
2920
mm
宽
1800
mm
高
2565
mm
机床重量
4.7
t
制造厂
北京机床研究所
该加工中心的系统为FANUCOI型系统，该加工中心采用流动导轨，运动平稳，速度快。
机床部件刚性好，主轴电机采用的是FANUCAC主轴交流伺服电动机，主轴转速的恒功率范围宽，机床的主要构件刚度高，主轴箱内无齿轮传动，主轴运转时噪声低、振动小、热变形小；该加工中心一方面可以节省普通机床上加工所需的大量的工艺装备，缩短生产准备周期，另一方面能够保证工件的加工质量，提高生产效率。
1.5工件的装夹与定位
一、夹具、刀具、量具的选择
（1）夹具的选择
我所选的夹具型号为Q12160的平口虎钳夹具的技术规格见下表：
型号
技术规格/mm
外形尺寸长/mmX宽/mmX高/mm
钳口宽度
钳口最大张开度
钳口高度
定位键宽度
紧固螺栓直径
Q12160
160
125
50
18
M16
404X230X155
（2）刀具的选择
产品名称或代号
J-1
零件名称：
经典教具
零件图号：
01
序号
刀具编号
刀具规格名称
刀具材料
数量
加工表面
1
T01
φ10mm直柄立铣刀
高速钢
1
铣工件上表面
2
T02
φ28mm直柄麻花钻
高速钢
1
铣φ30mm的通孔
1
T01
Ф10mm直柄立铣刀
高速钢
2
扩铣φ30mm的通孔
3
T04
Ф9mm直柄麻花钻
高速钢
1
钻2-Ф10mm的通孔
4
T05
Ф9.6mm扩孔钻
高速钢
1
扩2-Ф10mm
5
T06
Ф9.6mm直柄机用铰刀
高速钢
1
粗铰2-Ф10mm的通孔
6
T07
Ф10mm直柄机用铰刀
高速钢
1
精铰2-Ф10mm的通孔
（3）量具的选择
序号
量具种类
量具规格/mm
数量
1
游标卡尺
0～150
1
2
深度千分尺
0～100
1
二、工件装夹方案
铣床用平口虎钳夹紧工件就能完成其操作。
钻孔，开槽，加工曲面等在加工中心上完成，两部加工完成，分上表面和下表面加工。
只需要两次次装夹，用中心定位，即以表面和中心的通孔定位，工件这样来完成定位。
1.6零件加工工艺分析
一、平面的加工方案
加工方案：
粗铣——精铣，实际加工精度等级为IT7～IT9，加工表面粗糙度为6.3～1.6um，一般不淬硬的平面，端铣表面粗糙度可较低。
二、孔的加工方案
加工方案：
钻——扩——粗铰——精铰，经济加工精度等级为IT7，加工表面粗糙度为1.6～0.8um，加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可以用于加工非铁金属，粗糙度稍高。
1.7拟订并确定加工工艺方案
根据零件图及相关技术要求和工艺、工步划分的原则来确定加工工艺方案并选其较合理的作为最终加工方案。
加工方案主要工序及工步如下：
零件加工方案：
工序1
钻Φ30mm的通孔
工步
（1）
铣上表面
工步
（2）
铣高为6mm的椭圆形
工步（3）
铣多边形凸台
工步（4）
铣曲形凸台
工序2
钻铣Φ30mm的通孔以及钻铰2-Ф10mm孔
工步
（1）
划线找正钻中心孔
工步
（2）
钻Φ30mm的通孔凸槽
工步（3）
扩铣Φ30mm的通孔
工步（4）
钻2xФ10mm的通孔
工步（5）
铣2xФ10mm的通孔的凹台
工步（6）
粗铰2xФ10mm的通孔
工步（7）
精铰2xФ10mm的通孔
第二章刀具尺寸的确定
1.1铣刀D的选择
一般情况下,为减少走刀次数,提高铣削速度和铣削量,保证铣刀有足够的刚性以及良好的散热条件,应尽量选择直径较大的铣刀。
铣刀的选择还应考虑零件材料，刚性，加工部位的几何形状、尺寸及工艺要求等因素。
因此所选高速钢立铣刀D=10mm，齿数Z=3。
1.2铣刀端刃圆角半径r的选择
铣刀端刃圆角半径r的大小一般应与零件上的要求一致。
但粗加工铣刀因尚未切削到工件的最终轮廓尺寸，故可适当选得小些，有时甚至可选为“清角”（即r＝0～0.5mm），但不要造成根部“过切”的现象。
因此所选高速钢立铣刀端刃圆角半径r=1.8mm。
1.3立铣刀几何角度的选择
为使端面切削刃有足够的强度，在端面切削刃前刀面上一般磨有棱边。
高速钢立铣刀前角ro=0°，后角αo=17°，副后角αo′=6°,过渡刃后角17°,刀体上齿槽斜角22°～40°，副偏角Kr′=3°～4°,过渡刃偏角45°，过渡刃宽度0.8～1.3mm
1.4数控加工刀具卡
工序号
零件图号
零件材料
45号钢
序号
刀具号
刀具名称
刀具规格
备注
直径
长度
1
T01
φ10mm直柄立铣刀
Φ10
实测
高速钢
2
T02
φ28mm直柄麻花钻
Φ28
实测
高速钢
3
T03
Ф9mm直柄麻花钻
Φ9
实测
高速钢
4
T04
Ф9.6mm扩孔钻
Φ8
实测
高速钢
5
T05
Ф9.6mm直柄机用铰刀
Φ9.6
实测
高速钢
6
T06
Ф10mm直柄机用铰刀
Φ10
实测
高速钢
1.5数控加工工序卡
零件正面数控加工工序卡
材料
2A12
零件号
夹具名称
虎钳压板
工步号
工步内容
刀具号
转速
（r/min）
进给速度
（mm/min）
背吃刀量
/mm
侧吃刀量
/mm
备注
装夹
平口虎钳铣削上表面
1
平面加工
T01
3200
320
5
5
2
椭圆凸台
T01
3200
升级会员 