数控编程毕业设计说明书.docx

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数控编程毕业设计说明书

数控编程设计说明书

一、零件的加工工艺性分析

1．零件工艺分析

该零件主要由平面、外形轮廓、孔系、凹槽、曲面等组成结构形壮较复杂且为方形的零件，很适合加工中心进行加工。

从尺寸精度上看，中间型腔的长度、宽度尺寸要求较高，粗糙度要求也很高为Ra1.6,孔Ф10H7的轴线到零件右边的距离尺寸较高，其尺寸为102.287±0.017mm，孔Ф32的尺寸要求也较高，其轴线到零件右边距离尺寸较高为136±0.02mm且孔壁的粗糙度也有要求为Ra1.6。

从零件图中可看出凹槽壁也有粗糙度要求为Ra1.6，曲面也有一定的尺寸精度要求，另零件的上表面对下表面有平行度要求及零件的上表面对右侧面有垂直度要求。

此外，该零件的轮廓要素描述、尺寸标注均完整，该零件在加工时需准确定位，以保证各个精度的要求。

2.确定装夹方案

为了使工序基准与定位基准重合，并敞开所有的加工部位，减小定位误差应以下表面、前表面及后表面为基准面。

此零件采用平口钳进行装夹，并用百分表校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。

为了增加平稳度、便于装夹，在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块的厚度与宽度适当），利用木锤敲打工件，使平行块不能移动后夹紧。

工作原点选在曲面的中心，装夹定位简图如图1－1所示：

图1-1

3.毛坯的类型及材料的分析

该零件形壮为方形，故毛坯也选用方形材料。

材料为LY（硬铝），且表面的粗糙度、平行度及垂直度均在普通机床上加工达到要求，该材料切削加工性能较好，不需要进行热处理，但在加工过程中容易粘刀，故在加工时要开冷却液。

毛坯的尺寸为160X120X30mm.

4.确定加工顺序及加工路线

由于该零件比较复杂，加工部位比较多，因而需要采用多把刀具才能完成所有的切削加工。

按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，外轮廓采用顺铣加工，刀具沿切线方向切入与切出。

具体的加工顺序及走刀路线如下：

（1）粗铣带多个圆弧的型腔

由于是粗铣，可以选用一把刀具将整个型腔铣出来，选用合适的硬质合

金三刃立铣刀，走两次即可铣完，粗铣时留0.2mm的铣削余量。

其进给路线

如图1－2所示。

（2）精加工带多个圆弧的型腔，其加工路线同图1－2。

（3）粗加工宽度为mm的凹槽，粗加工时宽度合深度均留0.2mm

的加工余量，其加工进给路线如图1-2所示。

（4）精铣宽度为mm的凹槽，宽度方向两边各铣一刀致要求的尺寸，深度致mm，其进给路线图如图1－2所示。

（5）粗铣R24圆弧处的外形轮廓，必须选用直径小于或等于12mm的铣刀，否则就会出现过切，加工留0.2mm的余量，其进给路线图如图1－2所示。

（6）精加工R24圆弧处的外形轮廓，加工时留0.2mm的加工余量，其进给路线图如图1－2所示。

（7）孔系的加工

孔加工前，为便于钻头引正，选用中心钻加工中心孔然后在钻孔。

内加工的方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。

对于精度较高、粗糙度Ra值较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。

该零件的孔系加工方案的选择如下：

a．孔Ф32，表面粗糙度值为Ra1.6，选择“钻－粗镗－半精镗－精镗”的方案，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－3所示。

b．孔Ф10H7，表面粗糙度为Ra3.2，无尺寸公差要求，选择“钻－绞”方案，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－3所示。

c．螺纹孔4XM10，采用先钻底孔后改用丝锥攻丝的加工方发，其进给路线如图1－3所示。

（8）曲面的加工

a．中间型腔凸台曲面的加工，采用球头铣刀用“行切法“来加工，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－4所示。

b．Ф32孔口处倒圆，由于表面粗糙度要求不高，可采用立铣刀或球头铣刀来加工，留给精加工的余量为0.2mm，其加工路线图如图1－5所示。

二、数控加工的工艺分析

1.机床设备的主要技术参数

结合实际的加工及经济方面的因素，选用JCS-018数控立式加工中心

数控系统为FANUC－BZSKTCM

2.各个加工表面加工方法及方案的分析

（1）粗加工带多个圆弧的型腔

经过粗略计算可知该轮廓于曲面间的最小距离为16.23mm,所以选择的

刀具直径应比该距离要小点,选用刀具直径为Ф14mm比较合适,刀具号为T01

粗加工时的切削用量经查资料和通过公式Vf=f×n及n=1000Vc/πD计算可知

主轴的转速为800r/min,进给速度Vf=80mm/min,切削深度为5mm,分两次切削

（2）精加工带多个圆弧的型腔

精加工可选用粗加工的刀具,切削参数为:

主轴转速S=1000r/min,进给

速度Vf=60mm/min,切削深度αp=0.2mm.

（3）粗加工×的凹槽

受槽宽的限制且需要精加工,应选择直径为11mm的硬质合金三刃立铣刀

进行粗加工,刀具号为T02,粗加工时的切削参数为:

主轴转速S=700r/min,进

给速度Vf=70mm/min,切削深度αp=5mm,分两次切削.

（4）精加工×的凹槽

精加工选用粗加工时所用的刀,切削参数为:

主轴转速S=900r/min,进给

速度Vf=50mm/min,切削深度αp=0.2mm.

（5）粗加工R24的圆弧外形轮廓

因为最小的圆弧为R6,故可重复选用T02刀具,粗加工时的切削参数为:

主轴转速S=700r/min,进给速度Vf=70mm/min,切削深度αp=5mm.

（6）精加工R24的圆弧外形轮廓

选用上步用的刀具,切削参数为:

主轴转速S=900r/min,进给速\Vf=50

mm/min,切削深度αp=0.2mm.

（7）钻所有孔的中心孔

选用Ф3mm的中心钻,刀具号为T03.切削参数为:

主轴转速S=1200r/min

进给速度Vf=120mm/min,切削深度αp=5mm.

（8）加工Ф32mm的孔加工（孔径较大,且有精度要求:

应先钻底孔,再镗孔“粗

镗-半精镗-精镗”）

选用Ф27的钻头，刀具号为T04，切削参数为:

主轴转速S＝300r/min,

进给速度Vf=40mm/min,钻深为35mm.

（9）粗镗Ф32mm的孔

选用内孔镗刀,刀具号为T05,粗镗至Ф30,切削参数为:

主轴转速S=500

r/min,进给速度Vf=80mm/min,背吃刀量为αp=1.5mm.

（10）半精镗Ф32mm的孔

选用上步所用的镗刀,半精镗至Ф31.6mm,切削参数为:

主轴转速S=700

r/min,进给速度Vf=70mm/min,背吃刀量为αp=0.8mm.

（11）精镗Ф32mm的孔

选用上步所用的刀具,切削参数为:

主轴转速S=1000r/mm,进给速度Vf=

60mm/min,背吃刀量为αp=0.2mm.

（12）加工Ф10H7的孔

选用直径为Ф9.8mm的直柄麻花钻,刀具号为T06,切削参数为:

主轴转

速S=600r/min,进给速度Vf=60mm/min,钻深为35mm.

（13）绞孔加工

选用直径为Ф10mm的机用绞刀,刀具号为T07,切削参数为:

主轴转速S=

100r/min,进给速度Vf=40mm/min,切削深度αp=0.1mm.

（14）4-M10的螺纹孔加工

螺纹的实际牙型高度可通过公式h=0.6495P计算得出.查有关书籍可知

M10的螺纹孔螺距为1.5,计算可得h=0.97425,螺纹的内径D=8.375mm.故选用

Ф8.4mm的直柄麻花钻,刀具号为T08,切削参数为:

主轴转速S=450r/min,进

给速度Vf=60mm/min,钻深为35mm.

（15）攻4-M10的螺纹孔

选用M10的丝锥,刀具号为T09,切削参数为:

主轴转速S=60r/min,进

给速度Vf=50mm/min.

（16）精加工Ф32mm孔口的倒圆角

选用上步所用的刀具,切削参数为:

主轴转速S=800r/min,进给速度Vf

=1000mm/min,每次切削深度为αp=0.1mm.

（17）精加工中间型腔的凸台曲面

选用上步加工用的刀具,切削参数为:

主轴转速S=800r/min,进给速度

Vf=1000mm/min,每次切削深度为αp=0.1mm.

加工R3圆角曲面的程序为:

中间型腔的凸台曲面程序为:

O0007O0008

G54G90G17G21G40T01G54G90G18G21G40T10

N1M03S700;N1M03S800;

N2G00XOYOZ150.0;N2G00X-22.0Y-24.0Z150;

N3G43Z50.0H01;N3G43Z5.0H01;

N4X-86.0Y0;N4GO1Z0F100;

N5Z-3.0;N5G01X-15.0;

N6G01X-102.0F100;N6#1=-24.0;

N7#1=0;N7WHILE[#1LE24];

N8WHILE[#1LE90];N8G02X15.0Y[#1]R25.0F70;

N9#2=3*COS[#1]-105.0;N9#1=#1+0.1;

N10#3=3*SIN[#1]-3.0;N10G01Y[#1]F100;

N11G01X#2F80;N11G03X-15.0Y[#1]R25.0F70;

N12Z#3;N12#1=#1+0.1;

N13GO2I[-#2-86]F70;N13G01Y[#1]F100;

N14#1=#1+1.5;N14ENDW;

N15ENDW;N15Z0;

N16G00G49Z100.0;N16G00G49Z150.0;

N17M30;N17M30;

3.必要的轨迹点坐标的计算

（1）铣深度为10的外形轮廓的坐标点

A（-112.558,-68.000）B（-102.166,-60.000）C（-85.943,-31.000）

D（-90.386,-23.596）E（-110.000,0）F（-128.000,0）

G（-108.708,-35.332）H（-112.132,-41.262）I（-113.479,-33.922）

J（-113.308,-43.828）K（-123.000,-43.828）L（-123.000,-68.000）

（2）挖×的槽的坐标点

①（-87.1549,-68.0000）②（-94.0831,-68.0000）③（-53.091,-3.000）

④（-90.619,68.000）⑤（-89.464,-68.000）⑥（-79.072,-60.000）

⑦（-46.163,-3.000）⑧（-46.163,3.000）⑨（-83.536,66.000）

⑩（-92.928,60.000）⑾（-60.0194，3.000）⑿（-60.0194，-3.000）

⒀（-92.928，-60.000）⒁（-91.773，-68.000）

（3）铣中间型腔必要的坐标点

①（-27.500,0）②（-40.000,0）③（-40.000,-32.000）

④（-32.1288,-39.999）⑤（-21.9288,-45.999）⑥（-15.000,-50.000）

⑦（15.000,-50.000）⑧（21.9288,-45.999）⑨（32.1288,-39.999）

⑩（40.000,-32.000）⑾（40.000,0）⑿（40.000,32.000）

⒀（32.1288,39.999）⒁（21.9288,