数控0907王垒 毕业设计说明书.docx
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数控0907王垒毕业设计说明书
毕业设计说明书
题目定向板数控加工工艺设计
专业数控技术
班级0907
学生姓名王垒
指导教师范有雄
2010年11月10日
一、绪论……………………………………………………（3）
二、毕业设计任务书………………………………………（5）
三、二维图…………………………………………………（6）
四、三维图…………………………………………………（7）
五、选择设备………………………………………………（8）
六、零件的工艺分析………………………………………（8）
七、刀具选择………………………………………………（9）
八、工艺路线的确定………………………………………（10）
九、切削用量的选择………………………………………（11）
十、数控加工工艺卡………………………………………（15）
十一、手工编程仿真报告…………………………………（16）
十二、数控仿真加工图……………………………………（18）
十三、刀具轨迹路径………………………………………（19）
十四、Mastercam自动编程………………………………（26）
十五、设计小结……………………………………………（30）
十六、参考文献……………………………………………（31）
一、
绪论
当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展。
长期以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争,已形成一条无形战线,特别是随微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以後加速发展,各方用户提出更多需求,早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。
中国加入WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今後如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。
根据市场需求和技术发展趋势，我国数控机床重点推进高效、精密为核心的数控机床，加强民展性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，镄的民展一直备受人们关注。
它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。
通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。
现代机械制造业的高技术趋势，促进机械制造业发展的有信息技术管理科学、计算机科学、系统科学、经济学、物理学、数学、生物学等机械制造业发展的方向主要是有切削加工技术的研究、精密、超精密加工技术和纳米加工技术的研究、先进制造技术的研究。
目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。
中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。
中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。
力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。
数控加工技术是数控专业必须重视的课程。
这次的课题对于数控专业的学生来说是一个对数控加工技术的学习及总结。
课题涉及机械制造基础、机械机构的设计、实体设计软件及仿真软件。
对平时所学的理论知识是一个全面的考核，让学生系统的运用所学知识，让学生更好的掌握知识。
让学生在专业知识上分析问题、解决问题的能力有一定的提高。
二、毕业设计任务书
设计课题：
配合件的组合与加工
用加工中心完成如图所示零件的加，毛坯外形尺寸为110mm×110mm×30mm，所有表面均已加工，并符合尺寸与表面粗糙度要求，材料为45钢，按图样完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，制定正确的工艺方案，（包括定位、夹紧方案和工艺路线），选择合理的刀具和切削工艺参数，完成工程图、立体图、编写数控加工程序，加工实物。
三、二维图
四、三维图
五、选择设备
此零件加工包括铣削、钻孔和攻丝，故初步确定选择具有多种刀具的加工中心设备。
首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。
其次考虑数控机床的精度是否能满足凸轮的设计要求。
第三，看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。
根据以上条件即可确定所要使用的数控机床为加工中心。
六、零件图工艺分析
如图所示，零件外形规则，被加工的部分尺寸、表面粗糙度要求较高。
零件结构简单,包含了平面、圆弧、内外轮廓、挖槽、钻孔以及攻丝的加工,且部分的尺寸达到IT8～IT7级精度。
零件选用机用平口钳装夹,校正平口钳固定钳口,使之与工作台X轴移动方向平行。
在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块厚度与宽度适当）,利用木锤或铜棒敲击工件,使平行垫块不能移动后夹紧工件。
利用寻边器找正工件X、Y轴零点,该零点位于工件上表面的中心位置,设置Z轴零点与机械原点重合,刀具长度补偿利用Z轴定位器设定。
对于同一把刀具仍调用相等的刀具长度与半径补偿值,但它们设定的工件坐标系不同,也可不使用刀具长度补偿功能,而根据不同刀具设定多个工件坐标系零点进行编程加工。
零件上表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。
七、刀具的选择
通过对图纸的分析，毛坯外形及顶面不需加工，但凸台上表面有较多余量，内轮廓最小圆弧为R36，故可选Ø50面铣刀，图中有内轮廓、孔和螺纹等加工，且部分孔有较高的精度要求，所以此工件部分孔需进行粗精加工，其余部分只进行粗加工即可。
刀具材料选硬质合金。
内轮廓最小圆弧为R8，凹形槽宽为10，故可选Ø10三刃的立铣刀螺旋下刀铣削，有孔加工且精度较高选Ø4中心钻、Ø8麻花钻、Ø6麻花钻、Ø8扩刀、Ø24钻头、Ø20立铣刀、Ø30扩刀，有M10螺纹加工应选Ø8.6钻头、Ø12钻头（倒角）、M10丝锥。
数控加工刀具表
产品名称或代号
定向板
零件
名称
定向板
零件
图号
01
序号
刀具号
刀具规格名称
（尺寸单位mm）
数量
加工表面（尺寸单位mm）
备注
1
T01
Ø50面铣刀
1
铣三凸台上表面
30mm
2
T02
Ø10三刃立铣刀
1
铣三凸台外、凹形槽、粗铣Ø43沉孔
3
T03
Ø4中心钻
1
钻、2-Ø8H7、M10、Ø43（Ø30）中心孔
深5mm
4
T04
Ø8麻花钻
1
钻4-Ø8通孔
5
T05
Ø6麻花钻
1
钻2-Ø8H7通孔
6
T06
Ø8扩刀
1
扩2-Ø8H7通孔至尺寸
7
T07
Ø8.6钻头
1
钻M10螺纹通孔
8
T08
Ø12钻头
1
螺纹孔口倒角
C2
9
T09
Ø24钻头
1
钻Ø43（Ø30）通孔
10
T10
Ø20三刃立铣刀
1
精铣Ø43沉孔
11
T11
Ø30扩刀
1
扩Ø30孔至尺寸
12
T12
Ø10丝锥
1
攻M10螺纹孔
编制
王垒
审核
批准
2011/11/10
共1页
第1页
八、工艺路线
1.加工三凸台上表面。
2.加工三凸台外及凹形槽，采用螺旋式下刀分层加工。
3.钻4-Ø8、2-Ø8H7、M10、Ø43（Ø30）的中心孔，深为5mm。
4.钻4-Ø8通孔。
5.钻2-Ø8H7孔。
6.扩2-Ø8H7孔
7.钻M10螺纹通孔。
8.螺纹孔倒角。
9.钻Ø30通孔。
10.粗铣Ø43沉孔。
11.精铣Ø43沉孔。
12.扩Ø30孔至尺寸。
13.攻M10螺纹孔。
14.钳工去毛刺。
九、铣削用量的选择
铣削用量的选择
铣削速度
指铣刀旋转的圆周线速度,单位为m/min。
计算公式：
式中d——铣刀直径，mm;
n——主轴（铣刀）转速，r/min;
从上公式可得到主轴（铣刀）转速
.
表一铣削速度
推荐表
工件材料
硬度/HB
铣削速度
/m/min
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
低、中炭钢
<220
21～40
60～150
225～290
15～36
54～115
300～425
9～15
36～75
高炭钢
<220
18～36
60～130
225～325
14～21
53～105
325～375
8～21
36～48
375～425
6～10
35～45
合金钢
<220
15～35
55～120
225～325
10～24
37～80
325～425
5～9
30～60
工具钢
200～250
12～23
45～83
灰铸铁
110～140
24～36
110～115
150～225
15～21
60～110
230～290
9～18
45～90
300～320
5～10
21～30
可锻铸铁
110～160
42～50
100～200
160～200
24～36
83～120
200～240
15～24
72～110
240～280
9～11
40～60
铸
钢
低炭
100～150
18～27
68～105
中炭
100～160
18～27
68～105
160～200
15～21
60～90
200～240
12～21
53～75
钢炭
180～240
9～18
53～80
铝合金
180～300
360～600
铜合金
45～100
120～190
镁合金
180～270
150～600
进给量
在铣削过程中,工件相对于铣刀的移动速度称为进给量。
有三种表示方法：
（1）每齿进给量
铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/z。
（2）每转进给量f铣刀每转过一转，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。
（3）每分钟进给量
铣刀每旋转1min，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/min。
三种进给量的关系为：
=fn=
zn
式中
——每齿进给量，mm/z；
n——铣刀（主轴）转速，r/min；
z——铣刀齿数。
表二铣削刀的每齿进给量
（mm/z）推荐值
工件材料
硬度/HB
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
立铣刀
端铣刀
立铣刀
端铣刀
低炭钢
<150
0.04～0.20
0.15～0.30
0.07～0.25
0.20～0.40
150～200
0.03～0.18
0.15～0.30
0.06～0.22
0.20～0.35
中、高炭钢
<220
0.04～0.20
0.15～0.25
0.06～0.22
0.15～0.35
225～235
0.03～0.15
0.10～0.20
0.05～0.20
0.12～0.25
325～425
0.03～0.12
0.08～0.15
0.04～0.15
0.10～0.20
灰铸铁
150～180
0.07～0.18
0.20～0.35
0.12～0.25
0.20～0.50
180～220
0.05～0.15
0.15～0.30
0.10～0.20
0.20～0.40
220～300
0.03～0.10
0.10～0.15
0.08～0.15
0.15～0.30
可锻铸铁
110～160
0.08～0.20
0.20～0.40
0.12～0.20
0.20～0.50
160～200
0.07～0.20
0.20～0.35
0.10～0.20
0.20～0.40
200～240
0.05～0.15
0.15～0.30
0.08～0.15
0.15～0.30
240～280
0.02～0.08
0.10～0.20
0.05～0.10
0.10～0.25
合金钢
<220
0.05～0.18
0.15～0.25
0.08～0.20
0.12～0.40
220～280
0.05～0.15
0.12～0.20
0.06～0.15
0.10～0.30
280～320
0.03～0.12
0.07～0.12
0.05～0.12
0.08～0.20
320～380
0.02～0.10
0.05～0.10
0.03～0.10
0.06～0.15
工具钢
退火状态
0.05～0.10
0.12～0.20
0.08～0.15
0.15～0.50
0.03～0.08
0.07～0.12
0.05～0.12
0.12～0.25
HRC35～46
0.04～0.10
0.10～0.20
HRC46～56
0.03～0.08
0.07～0.10
铝镁合金
95～100
0.05～0.12
0.20～0.30
0.08～0.30
0.15～0.38
1.铣削层用量
（1）铣削宽度
铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的宽度，单位为mm。
一般立铣刀和端铣刀的铣削宽度约为铣刀的直径的50%～60%左右。
（2）背吃刀量
铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的厚度，即工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。
（3）一般立铣刀粗铣时的背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，一般不超过7mm,以防止背吃刀量过大而造成刀具损坏，精铣时约为0.05～0.3mm;端铣刀粗铣时约为2～5mm,精铣时约为0.1～0.50mm
根据查询：
铣削加工时的切削速度表（数控加工工艺与编程陈洪涛主编P27）粗铣每齿进给量推荐值、铣削速度推荐值（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导吴拓P45-46）
刀具材料选硬质合金，因为材料是45刚，对应的推荐进给量为0.1-0.20。
铣削速度选120-150。
十、
数控加工工序卡
单位名称
武汉软件工程
职业学院
产品名称或代号
零件名称
零件图样
01
定向板
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
O0001
机用平口钳
立式加工中心（EVC750）
数控车间
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
mm
主轴转速nr/min
进给速度Vfmm/min
被吃刀量mm
备注
1
铣三凸台上表面
T01
Ø50
600
200
2.5
Ø50面铣刀
2
铣三凸台外及凹形槽轮廓
T02
Ø10
800
240
4
Ø10立铣刀
3
钻八个中心孔
T03
Ø4
1000
160
2
Ø4钻头（5mm深）
4
钻4-Ø8通孔
T04
Ø8
550
110
30
Ø8麻花钻
5
钻2-Ø8H7孔
T05
Ø6
550
110
40
Ø6麻花钻
6
扩2-Ø8H7孔至尺寸
T06
Ø8
280
85
2
Ø8直柄麻花钻
7
钻M10螺纹通孔
T07
Ø8.6
550
110
40
Ø8.6钻头
8
螺纹孔口倒角
T08
Ø12
500
100
1
Ø12钻头（C2）
9
钻Ø30通孔
T09
Ø24
550
110
5
Ø24钻头
10
粗铣Ø43沉孔
T10
Ø10
370
110
4
Ø10立铣刀
11
精铣Ø43沉孔
T11
Ø20
460
150
2
Ø20立铣刀
12
扩Ø30通孔至尺寸
T12
Ø30
280
85
3
Ø30直柄麻花钻
13
攻M10螺纹孔
T13
M10丝锥
300
300
30
M10丝锥
编制
王垒
审核
批准
2011/11/10
共1页
第1页
十一、
手工编程仿真报告
SwansoftHNC-21m数控报告工作信息
长度：
110.000
宽度：
110.000
高度：
30.000
材料:
08F低碳钢
数控NC代码
%1234
G00G54Z50
X0Y0
M06T01
M03S600
X80Y30
G43Z5H01M08
G01Z-3F200
X-62
Y5
X62
Y-85
X-62
Y75
G01Z-5
Y-85
X62
Y5
X-62
Y30
X80
G00Z50
X0Y0
M06T11
M03S800
G43Z5H11
G00X60Y0
G01Z-3F240
M98P100
G01Z-5
M98P100
G00Z50
X0Y0
M06T02
M03S800
G43Z5H02
X-60Y-65
G01Z-8F240
M98P200
G01Z-11
M98P200
G01Z-13
M98P200
G01Z-15
M98P200
G00Z30
X0Y55
G01Z-18F240
Y40
Y55
Z-20
Y40
Y55
G00Z50
X0Y0
M06T03
M03S1000
G43Z5H03
G99G81X-25Y-35Z-5R2F160
G98X25Y-35
G80X0Y0
G99G81X-25Y42Z-20R5F160
X-47Y-50
X47
X43.5Y0
G98X25Y42
G80X0Y0
G01Z-10F160
Z5
G00Z50
M06T04
M03S550
G43Z5H04
G99G83X-25Y42Z-35R5F110
X-47Y-50
X47
G98X25Y42
G80X0Y0
G00Z50
M06T05
M03S550
G43Z5H05
G99G83X-25Y-35Z-35R5F110
G98X25
G80X0Y0
G00Z50
M06T06
M03S280
G43Z5H06
G99G83X-25Y-35Z-35R5F85
G98X25
G80X0Y0
G00Z50
M06T07
M03S550
G43Z5H07
G00X43.5Y0
G01Z-35F110
Z5
G00X0Y0Z50
M06T08
M03S550
G43Z5H08
G00X43.5Y0
G01Z-35F110
Z5
G00X0Y0Z5
M06T09
M03S550
G43Z5H09
G01Z-35F110
Z5
G00Z50
M06T02
M03S370
G43Z5H02
G01Z-13F100
X16.5Y0
G03X16.5Y0I-16.5J0
G00X0Y0
Z50
M06T11
M03S460
G43Z5H11
G01Z-13F150
X11.5Y0
G03X11.5Y0I-11.5J0
G00X0Y0
Z50
M06T12
M03S280
G43Z5H12
G01Z-35F85
Z5
G00Z50
M06T13
M03S300
G43Z5H13
G84X43.5Y0Z-35R5F300
G80X0Y0
G00Z50
M09
M30
%100
G41X37Y-35D11
G02X31.25Y-45.24R12
X-31.25Y-45.24R60
X-18.75Y-24.76R12
G03X18.75Y-24.76R36
G02X37Y-35R12
G01Y-70
G00G40Z50
X60Y0
M99
%200
G01G41X-49.16Y-60D02
Y37.23
G02X-42.23Y44.16R5
G01X-31.21Y36.82
X-41.38Y26.21
X-49.16Y37.23
G02X-42.23Y44.16R5
G01X42.23
G02X49.16Y37.23R5
G01X41.38Y26.21
X31.21Y36.82
X42.23Y44.16
G02X49.16Y37.23R5
G01Y-55.02
X0
G02X-31.25Y-45.24R60
X-31.41Y-24.85R12
G03X-28.54Y-14.47R8
G02X-29.08Y13.36R32
G01X-14.46Y28.6
X15.54Y28.6
X25Y35
G40X-25
Y40
X17
G41X15.54Y28.6D02
G02X28.54Y-14.47R32
G03X31.41Y-24.85R8
G02X31.25Y-45.24R12
G02X0Y-55.02R60
G01Y-60
G40X-48
Y20
X-38
Y-20
X-43
Y-50
X-32
Y-65
X43
Y-20
Y20
X50
Y-50
X32
Y-65
X-60
M99
十二、数控仿真加工图
十三、刀具轨迹路径
工序
工种
内容
加工简图
3
铣
铣三凸台
上
轮廓
4
铣
铣三凸台外轮廓
5
铣
铣凹形槽轮廓
6
钻
钻八中心孔孔
7
钻
钻4-Ø8孔
8
钻
钻、扩2-Ø8H7孔
7
钻
钻M10孔
8
钻
螺纹孔口倒角
9
钻
钻Ø30通孔。
10
铣
粗、精铣Ø43通孔
11
扩
扩Ø30通孔
12
攻丝
攻M10螺纹孔
13
效验
校验刀具路经
14
校验
校验工件样本（自动编程仿真）
十四、Mastercam自动编程
机加工程序
%1234
N100G0G17G40G49G80G90
N102G91G28Z0.
N104S0M5
N106G0G90G54X-76.352Y141.612
N108Z50.
N110Z10.
N112G1Z-5.F0.
N114X-75.97Y91.614F.3
N116G3X-25.589Y41.998R50.
N118G2X0.Y37.829R77.
N120X66.105Y30.111R77.
N122X65.104Y-100.732R77.
N124X-65.10
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