数控论文铣削盖板类零件的加工1.docx
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数控论文铣削盖板类零件的加工1
西安航空技术学院毕业论文
课题名称数控铣削盖板类零件的加工
姓名黄文峰
学号091031—38
专业数控技术
班级091031
指导老师王中胜
2011年12月
摘要-----------------------------------------------------------4
第一章绪论---------------------------------------------------5
第一节数控铣床的简介---------------------------------------5
第二节本论文研究的目的及意义-------------------------------5
第三章数控加工的准备阶段---------------------------------------11
第一节数控加工刀具的要求-----------------------------------11
第二节装夹方式和夹具的选择---------------------------------12
第三节数控铣床安全操作规程---------------------------------14
第四章加工注意事项-------------------------------------------15
第五章实例加工-----------------------------------------------15
第一节零件图纸--------------------------------------------16
第二节 材料的选择------------------------------------------17
第三节 铣床的对刀------------------------------------------17
第四节 零件的加工工艺性分析--------------------------------18
第五节 编制加工工艺过程------------------------------------19
第六节编制数控刀具及加工工艺卡----------------------------20
毕业设计总结-------------------------------------------------31
致谢----------------------------------------------------------32
参考文献------------------------------------------------------33
摘 要
数控技术及数控铣床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。
数控技术及数控铣床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。
数控铣床是现代加工车间最重要的装备。
它的发展是信息技术（1T）与制造技术（MT）结合发展的结果。
现代的UG、制造技术，都是建立在数控技术之上的。
掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。
数控装置也逐渐由NC向CNC发展。
其高速、高效、高精度、高可靠性的特性以及其模块化、智能化、柔性化和集成化的快捷方便使其在生产制造中成为越来越重要的角色。
本文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。
并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。
关键词：
数控铣床加工工艺数控编程UG
第一章绪论
一数控铣床的简介
数字控制（NumericalControl）技术，简称为数控技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床的运动。
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。
数控铣床是数控加工中一类重要的机床，它能够进行铣削、钻削、铰孔、忽孔、攻螺纹孔、切削螺纹等工艺过程；数控铣削加工中心则进一步具有刀库和自动换刀机构，在工件的一次装夹中，可以集铣、钻、镗等加工为一体，对两个或两个以上的表面自动完成加工，生产效率高，加工质量好，适合箱体、立体曲面、型腔等非回转体的加工。
数控铣削中心又有立式或卧式两种。
数控铣床及其加工中心的编程有刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿和孔加工固定循环指令。
二本论文研究的目的及意义
使我们了解数控铣床的加工工艺范围、特点、方式、及加工对象，掌握常用刀具的选用、夹具的使用等。
通过对数控技术的发展，极大地改变了人们的制造手段和方法，本文通过对数控铣床及数控系统的介绍和典型铣床零件的加工规程的分析从而进一步提高对数控铣床的认识程度，并掌握铣床零件加工的规程。
第三章数控加工的准备阶段
一数控加工刀具的要求及种类
1.加工刀具的要求
1）铣刀刚性要好
一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。
2）铣刀的耐用度要高
尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。
除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。
总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。
2.常用铣刀种类
1）面铣刀
图3-1
2）成型铣刀
图3-2
3）球头铣
图3-3
4）鼓形铣刀
图3-4
除上述几种类型的铣刀外，数控铣床也可使用各种通用铣刀。
但因不少数控铣床的主轴内有特殊的拉刀装置，或因主轴内孔锥度有别，须配制过渡套和拉杆。
二装夹方式和夹具的选择
1.装夹方式
数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，要求有以下两点：
1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
综合以上分析可选用：
平口钳。
2.夹具的选择
对夹具选择的基本要求：
1）为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。
2）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。
3）夹具的刚性与稳定性要好。
尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
以下为常见的夹具：
图3-5机械式平口钳
图3-6液压式平口钳
三数控铣床安全操作规程
1.安全操作基本注意事项
l）工作时请穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防护镜，注意：
不允许戴手套操作机床；
2）不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌；
3）注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大；
4）某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致；
5）不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。
2.工作前的准备工作
1）机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；
2）使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换；
3）调整刀具所用工具不要遗忘在机床内；
4）刀具安装好后应进行一、二次试切削；
5）检查卡盘夹紧工作的状态。
3.工作过程中的安全注意事项
1）禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理；
2）禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；
3）禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床；
4）铣床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车；
5）经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；
6）在加工过程中，不允许打开机床防护门；
7）严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意。
4.工作完成后的注意事项
1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态；
2）检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换；
3）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。
第四章加工注意事项
1、开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。
2、数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。
3、程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。
4、正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。
5、输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。
6、未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。
7、试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。
8、试切进刀时，在刀具运行至工件30~50㎜处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。
9、试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。
10、程序修改后，要对修改部分仔细核对。
11、必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。
12、操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。
13、紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。
第五章实例加工
一 零件图纸
件一
二材料的选择
由于各种机械的用途和性能不同，其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。
零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。
综上所述该零件的材料选为毛坯37㎜×142㎜×242㎜铝材料。
三铣床的对刀
对刀：
装工件，刀具主轴正转500
对X轴:
将刀移到工件一侧轻碰
提刀上来，相对坐标X清零
移刀到工件另一侧，记录当前坐标X1
将刀移到X1/2处，X清零
对Y轴:
将刀移到工件一侧轻碰
提刀上来，相对坐标Y清零
移刀到工件另一侧，记录当前坐标Y1
将刀移到Y1/2处，Y清零
对Z轴（对工件表面清零即可）
设置工件坐标：
1,对刀完成后（到在X0Y0Z0）
2,POS—坐标—一般—全设
3,将刀提到安全高度
四零件的加工工艺性分析
1.加工工序
两配合件要求外形轮廓相配销孔相配，配合间隙要求等于0.06。
从图形可以出轮廓的周边曲线圆弧和粗糙值要求都比较高，零件的装夹采用平口钳。
在安装工件时，需要注意工件安装要放在钳口中间部位，安装台虎钳时，要固定好钳口，工件被加工部分要求高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。
加紧时，注意工件上浮。
先加工件上表面kjjhjhkjkjhhhkjkjoioiiokjhjj，再加工件下表面，加工坐标系G54建立在工件表面上，零件的对称中心处。
工件上表面加工工序为：
1、铣大平面，保证尺寸不小于140×240×17，选用80可转位面铣刀（T1）
2、铣轮廓外形，选用80可转位面铣刀（T1）
3、精铣外轮廓外形周边，选用16立传铣刀（T2）
4、先用3中心钻定位，再钻孔30孔，选用30的麻花钻头（T3）
5、铣内轮廓2mm厚度的周边，选用16立转铣刀（T2）
6、铣内轮廓R45、R7、R10的周边，选用16立转铣刀（T2）
7、铣边角料，选用16立转铣刀（T2）
8、钻孔2*11孔，选用11.8钻头（T4）
9、铰孔2*12H7,选用12H7的铰孔（T5）
工件下边面加工工序为：
1、铣大平面，保证尺寸19，选用80可转位面铣刀（T1）
2、先用3中心钻定位（T3）
3、精铣外轮廓外形周边，选用16立传铣刀（T2）
4、铣内轮廓中的残料选用32立铣刀（T7）
5、铣内轮廓R45、R7、R10的周边，选用16立转铣刀（T2）
2.工艺设计
1）选择加工方案
面粗糙度为1.6，采用粗铣---精铣方案即可；孔尺寸精度要求为IT8级，粗糙度为1.6，为防止钻偏，按钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔方案进行；10mm沉头孔在孔基础上锪至尺寸即可。
2）确定加工顺序
按照先粗后精、先面后孔的原则及为了减少换刀次数不划分加工阶段来确定加工顺序。
具体加工路线为：
粗、精铣面-----粗、半精、精镗孔-----钻各光孔和中心孔-----钻、扩、铰-----钻孔、再倒角，具体顺序见表。
3）确定装夹方案和选择夹具
分析该盖板零件形状不是特别复杂、尺寸较小，四个侧面较光整，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选通用台钳，以盖板底面和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。
4）选择刀具
根据加工内容，所需刀具有面8mm铣刀、中心钻、11mm麻花钻、12mm铰刀、立铣刀（锪孔）等，其规格根据加工尺寸选择。
精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。
考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类，经综合分析确定粗、精铣铣刀直径都选为8mm。
其他刀具根据孔径尺寸确定。
5）确定进给路线
面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为8mm，故安排沿x方向两次进给。
因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，所以所有孔加工进给路线均按最短路线确定。
五编制加工工艺过程
加工工艺过程：
序号
工序内容
定位及夹紧
1
装夹工件，夹持工件250mm*140mm
机械式平口钳夹持
2
铣平面保证尺寸37mm
机械式平口钳夹持
3
钻孔ф10mm，钻深为17mm
机械式平口钳夹零件
4
钻孔2*ф12mm，钻深17mm
机械式平口钳夹零件
5
铰内孔ф16、铰内孔2*ф24至尺寸，精铣及检查
机械式平口钳夹零件
六编制数控刀具及加工工艺卡
工件的刀具卡片：
零件名称
相配件
零件图号
刀具号
刀具名称
刀具
备注
直径（mm）
刀长（mm）
T01
可转端面铣刀
Φ8
40
粗铣平面
T02
立铣刀
Φ8
45
精铣平面
T03
球头立式铣刀
φ6
45
钻孔
T04
麻花钻
φ11
45
钻孔
T05
铰刀
φ11
40
铰孔
工件上表面件的加工工序卡片：
毕业设计
数控加工工艺卡片
零件号
零件名称
材料
1
盖板
铝
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
数控铣床
台虎钳
工步
号
工步内容
刀具号
主轴转速r/mm
进给速度
/mm.min
背吃刀量
备注
1
粗铣表面留余量1mm
T01
800
50
3.5
粗加工
2
精铣表面
T02
1200
20
0.5
精加工
3
加工R45内孔、R45外圆、R34弧度
T01
800
50
0.2
粗加工
4
加工R45内孔、R45外圆、R34弧度
T02
1200
60
0.2
精加工
5
钻2*φ12孔至10mm
T04
300
50
0.1
精加工
6
钻30mm孔至24mm
T03
300
50
0.05
粗加工
7
铰30mm孔至24mm
T05
300
60
0.1
精加工
件二的加工工序卡片：
毕业设计
数控加工工艺卡片
零件号
零件名称
材料
2
铝
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
数控铣床
台虎钳
工步
号
工步内容
刀具号
主轴转速r/mm
进给速度Mm/min
背吃刀量
备注
1
粗铣表面留余量1mm
T01
800
70
3.5
粗加工
2
精铣表面
T02
1200
50
0.1
精加工
3
粗加工R45、R7、R10内孔
T01
800
20
0.1
粗加工
4
加工2*φ12的圆孔至19mm
T04
300
20
0.2
精加工
5
精加工R45内孔
T02
300
50
0.2
精加工
致谢
三年的学习即将结束,在此我衷心地感谢各位曾经指导我帮助我的老师，尤其我的毕业设计导师张建老师，在他的耐心教导和无私帮助下，我顺利的完成了毕业设计，同时他严谨的治学态度和谦和的为人给我留下了深刻的印象。
经过制作这次的毕业设计，使我的理论知识和实际操作能力都得到一个很大的提高，能更好的掌握AutoCAD制图和数控机床的操作，资料文献查阅检索能力有了很大的提高。
毕业设计也是对我这三年来所学知识的一个检测。
课题设计阶段，张建老师总是热心帮助我们，使许多困难都不攻自破。
在此，对张老师表示衷心的感谢。
参考文献
1）田春霞主编数控加工工艺机械工业出版社
2）眭润舟主编数控编程与加工技术机械工业出版社
3） 周开勤主编机械零件手册 高等教育出版社
4）祁宏志主编机械制造基础电子工业出版社
5）苏伟主编机械加工基础机械工业出版社
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